Electronic transport in sub-micrometric channels at the LaAlO$_{3}$/SrTiO$_{3}$ interface
在LaAlO $_{3}$和SrTiO $_{3}$导电界面上实现的纳米尺度通道为探索维度对复合氧化物电子性质的影响提供了一个完美的平台。在这里，我们比较了使用AFM写入技术和传统的光刻实现的设备的电输运特性。我们发现，横向尺寸的导电路径有很强的影响，在低温下的输运行为。我们观察到一个交叉从金属绝缘制度发生在约50 K的通道窄于100 nm。通过施加正背栅可以抑制绝缘上弯。我们比较了光刻图案化通道中纳米收缩的行为与模型计算的结果，并且我们得出结论，实验观察与量子点接触的物理学是兼容的。
2020-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Insulator-to-metal transition of SrTiO3:Nb single crystal surfaces induced by Ar+ bombardment
在本文中，Ar+轰击SrTiO 3：Nb表面层的效果进行了研究，在宏观和纳米尺度上使用表面敏感的方法。轰击后，化学计量和电子结构发生明显变化，导致与Ti“d”电子从d 0到d1和d2的变化相关的绝缘体到金属的转变。在轰击过程中，在表面上形成导电岛。诱导的金属状态是不稳定的，并且可以由于外部氧化的氧化还原过程而逆转，甚至在将样品加热到300°C的温度时通过自再氧化而逆转。
2013-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
One-dimensional Quantum Wire Formed at the Boundary Between Two Insulating LaAlO3/SrTiO3 Interfaces
我们生长的瓷砖结构的绝缘二维LaAlO 3/SrTiO 3界面组成的交替的一个和三个LaAlO 3晶胞。两块瓷砖之间的边界是导电的。在低温下，该电导表现出作为指示一维沟道的栅极电压的函数的量化步骤。半量子电导的步长是不存在自旋简并的证据。
2014-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
On the formation of a conducting surface channel by ionic liquid gating of an insulator
离子液体选通已经成为调节复杂氧化物的载流子密度的流行工具。其中，带绝缘体SrTiO $_3$是研究最广泛的材料之一。虽然实验已经成功地诱导了（超）导电性，但离子液体门控将这种绝缘体变成导体的过程仍在研究中。最近的实验表明，诱导的载流子的电化学而不是静电起源。在这里，我们报告的实验探测SrTiO $_3$的离子液体的玻璃化转变温度附近的导电的时间演变。通过冷却至接近离子液体的玻璃化转变的温度，该过程缓慢发展，并且可以看出随时间演变。实验揭示了一个过程，其特征在于等待时间可以长达几分钟，然后突然出现传导。对于在我们的实验中应用的条件，我们发现一个一致的解释在SrTiO $_3$的表面形成的导电路径的静电机制。导电表面沟道的形成机制依赖于表面电位的几乎均匀的降低，直到SrTiO $_3$的导带边缘达到电极的费米能级。
2018-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum oscillations in an optically-illuminated two-dimensional electron system at the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
研究了LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面二维电子系统的磁输运性质.光照显著降低了薄膜的零场薄层电阻，消除了低温下的近藤效应，并将负磁阻转变为正磁阻。照射后高迁移率载流子密度的大幅增加导致了源于朗道量子化的磁阻的量子振荡。从振荡估计的载流子密度（$\sim 2 \times 10^{12}$ cm $^{-2}$）和有效质量（$\sim 1.7 ~m_e$）表明，高迁移率电子占据了Ti：t $_{2g}$轨道的d $_{xz/yz}$子带，该轨道在SrTiO $_3$导电片内深入延伸。我们的研究结果表明，在界面处诱导额外的载流子的照明可以铺平道路，以控制近藤散射和研究复杂的氧化物异质结构中的量子输运。
2021-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hard X-ray photoemission spectroscopy of LaVO$_3$/SrTiO$_3$: Band alignment and electronic reconstruction
由莫特绝缘体LaVO $_3$和能带绝缘体SrTiO $_3$组成的异质结构被认为是未来光伏应用的有希望的候选者。不仅LaVO $_3$的（直接）激发间隙与太阳光谱匹配良好，而且由于与SrTiO $_3$集成时的非极性/极性界面，其相关性质和预测的内建电势也提供了优于传统太阳能电池的显著优势。然而，除了观察厚度依赖的金属-绝缘体转变的实验数据是稀缺的，仍然缺乏深刻的，微观的理解的电子特性。通过软、硬X射线光电子能谱、电阻率和霍尔效应测量，研究了LaVO $_3$ /SrTiO $_3$异质结构的电学性质、能带弯曲和能带排列。我们发现一个关键的LaVO $_3$厚度的五个单元电池，限制的导电电子，专门Ti 3 $d$状态在界面处，和一个电势梯度的膜。从这些研究结果中，我们得出结论，电子重建的驱动机制，在LaVO $_3$ /SrTiO $_3$的金属界面的形成。
2021-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low temperature magnetoresistance of (111) (La$_{0.3}$Sr$_{0.7}$)(Al$_{0.65}$Ta$_{0.35}$)/SrTiO$_3$
SrTiO $_3$基体系中的二维导电界面在复杂的相空间中表现出多种共存和竞争现象。磁阻测量通常用于提取这些系统中各种相互作用的信息，必须小心解释，因为在给定的磁场和温度范围内，多种相互作用可能会影响电阻率。在这里，我们回顾了所有的现象，可以有助于在SrTiO $_3$为基础的导电界面在低温下的传输，并讨论了可能的方法来区分各种现象。我们将这种分析应用于（111）取向（La $_{0.3}$ Sr $_{0.7}$）（Al $_{0.65}$ Ta $_{0.35}$）/STO（LSAT/STO）异质结构在垂直场下的磁电阻数据，发现了一个不能单独用弱局域化解释的过量负磁电阻贡献.我们认为，磁散射以及电子-电子相互作用的贡献可以提供一个可能的解释所观察到的磁阻。
2018-03-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Irreversible multi-band effects and Lifshitz transitions at the LaAlO3/SrTiO3 interface under field effect
本研究探究了场效应下LaAlO3/SrTiO3界面的不可逆多带效应与Lifshitz转变，通过双带分析发现结晶与非晶界面电子性质相似，正背栅电压步引发的不可逆电荷耗尽推动系统从双带转为单带行为。
2025-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of transient superconductivity at the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
本文报道了在LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$异质结界面处的二维电子气中观察到磁场辅助的瞬态超导态。这种亚稳态主要取决于系统中载流子的密度。它出现伴随着作为铁磁性和超导性之间的相互作用和有限的弛豫时间的面内磁化的结果的Lifshitz转变。我们的结果清楚地表明，在这些系统中的超导状态与磁秩序竞争的固有亚稳性质。在绝缘氧化物界面处形成的导电电子层中，超导性和铁磁性的共存引发了几个有趣而尚未回答的问题。这一领域的一个悬而未决的问题是这两个竞争秩序之间的相互作用的能量，目前的观察在理解潜在的机制方面有很长的路要走。
2017-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetically Tuned Metal-Insulator Transition in LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ Nanowire Arrays
本文在 LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ 界面构建可调耦合的纳米线阵列，发现磁调谐金属-绝缘体转变，并提出耦合双线最小模型解释其机制，为关联材料奇异行为的类比量子模拟提供平台。
2025-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dual-Gate Modulation of Carrier Density and Disorder in an Oxide Two-Dimensional Electron System
载流子密度和无序度是控制关联二维电子系统性质的两个重要参数。为了解开它们各自对量子现象的贡献，需要对这两个参数进行独立的调整。在这里，通过利用混合液体/固体电双栅极的几何形状上的导电LaAlO 3/SrTiO 3异质界面，我们获得了一个额外的自由度，强烈修改的电子约束分布，从而界面散射的强度，独立于载流子密度。双栅极控制的非线性霍尔效应是这种分布的直接表现，它可以通过泊松-薛定谔子带模型定量地理解。特别是，SrTiO 3的大的非线性介电响应使得能够实现非常宽范围的可调谐密度和无序，远远超出常规半导体。我们的研究提供了一个广泛的框架，了解各种报道的现象在LaAlO 3/SrTiO 3界面。
2018-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electric-Field-Induced Second Harmonic Generation at a Reconfigurable LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ Nanojunction
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
本研究利用cAFM光刻制备LaAlO$_3$/SrTiO$_3$纳米结，实现电场诱导二次谐波产生，验证其可作为纳米非线性光学可重构平台，兼具亚波长光源与近场探测功能。
2026-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Influence of a Realistic Multiorbital Band Structure on Conducting Domain Walls in Perovskite Ferroelectrics
本研究耦合 LGD、紧束缚 Schrödinger 方程与高斯定律，揭示多轨道 $t_{2g}$ 能带如何调控钙钛矿铁电体导电畴壁随电子密度由类 Kittel 到锯齿形再到平坦头对头结构的演化。
2023-10-11 cond-mat.mes-hall
Patterning of superconducting two-dimensional electron gases based on AlO$_x$/KTaO$_3$(111) interfaces
二维电子气（2DEG）在氧化物界面上显示出的多功能特性促进了人们对受限系统中奇异电磁效应的研究。特别令人感兴趣的是最近发现的超导状态出现在（111）取向的KTaO $_3$界面中，其临界温度$T_c \approx 2$ K几乎是基于SrTiO $_3$的2DEG的10倍。正如在基于SrTiO $_3$的2DEG中一样，由于2DEG的易碎性和体KTaO $_3$在偶然的氧空位掺杂时在器件外部变得导电的倾向，在这种新系统中制造器件是一个技术挑战。本文介绍了三种不同的AlO $_x$ /KTaO $_3$ ~（111）异质结霍尔栅图形化技术。该设备显示超导转变范围从1.3 K到1.78 K，与有限的退化从未图案化的薄膜，并使有效的调整的载流子密度的电场效应。该阵列的技术允许定义的通道具有大范围的尺寸的各种类型的设备的设计，以探索该系统的性能下降到纳米级。
2022-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nitride Multilayers as a Platform for Parallel Two-Dimensional Electron-Hole Gases: MgO/ScN(111)
在绝缘氧化物LaAlO $_3$和SrTiO $_3$之间的界面处，已经观察到二维电子气（2DEG），而由于氧$2p$轨道中的空穴具有强烈的局域化倾向，预测的空穴气（2DHG）尚未实现。在这里，我们提出，通过从头计算，一个未开发的类材料实现平行的二维（2D），两个载体（电子+空穴）气体：氮化物-氧化物异质结构，（111）-取向的SCN和MgO作为具体的例子。超过五个ScN层的临界厚度，这个界面承载了空间上分离的导电$3d$电子和$2p$空穴，每个空穴被限制在$\sim$两个原子层中-过渡金属氮化物提供了两种气体。一个指导概念是，与O $^{2-}$相比，N $^{3-}$阴离子应促进稳健的双载流子2D空穴传导;金属一氮化物大多是金属的，甚至是超导的，而大多数金属一氧化物是绝缘的。第二个积极因素是，岩盐（111）界面的过渡金属离子密度，即所得2DG的密度，比钙钛矿（001）界面的密度大约三倍。我们的研究结果，包括霍尔系数和热电势分别为每个导电层的计算，提供指导新的探索，实验和理论，氮化物为基础的导电气体，应促进长期寻求的奇异状态，即新的激子相和不同的，纳米级平行超导纳米层的研究。
2016-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Photo-induced electron pairing in a driven cavity
我们演示了如何通过双光子过程的腔内激光光子的虚拟散射可以诱导可控的远程电子相互作用在二维材料。我们表明，激光是红色（蓝色）失谐的腔产生吸引（排斥）的相互作用，其强度成正比的激光强度。此外，我们发现，除了在非常低的频率，相互作用没有有效地筛选。对于现实的腔参数，激光诱导加热的非弹性光子散射的电子被抑制和相干电子相互作用占主导地位。当相互作用是有吸引力的，它们会导致在库珀通道中的不稳定性，温度与驱动强度的平方根成正比。我们的研究结果提供了一种新的路线，工程电子相互作用在广泛的二维材料，包括AB堆叠的双层石墨烯和导电界面之间的LaAlO3和SrTiO 3。
2020-07-31 cond-mat.mes-hall
Electron trapping and detrapping in an oxide two-dimensional electron gas: The role of ferroelastic twin walls
选择静电门控而不是传统的化学掺杂来进行量子材料的相工程，是因为前者可以可逆地调节载流子密度而不影响系统的无序水平。然而，这个命题似乎打破了场效应晶体管涉及SrTiO $_3$（STO）为基础的二维电子气。这种奇特的行为与电子在外部电场下的俘获有关。然而，捕获中心的微观性质仍然是一个悬而未决的问题。本文研究了带绝缘体$γ$ -Al、$_2$、O、$_3$和STO导电界面上的电场诱导电荷俘获/脱陷现象。我们的传输测量结果表明，在+ve背栅电压（$V_g$）以上的四阶到立方结构的转变温度（$T_c$）的STO的电荷捕获是由电场辅助的热逃逸的电子从量子阱，以及氧空位（OV）的集群。我们观察到一个额外的源以下的$T_c$，这是由自由载流子的铁弹双壁的STO的陷阱。-ve $V_g$的应用导致电荷脱陷，其在$T_c$以上也消失。这一特征表明了结构畴壁在基于STO的异质结构的电输运性质中的关键作用。在（从）双壁捕获（脱陷）电荷的数量由壁的净极性控制，并且随着$V_g$的扫描是完全可逆的。
2021-05-23 cond-mat.mes-hall
