Dichotomy of Electronic Structure and Superconductivity between Single-Layer and Double-Layer FeSe/SrTiO3 Films
在SrTiO_3衬底上生长的单层FeSe薄膜具有高温超导性，其独特的电子结构和无结超导能隙的观察引起了人们的广泛关注。最初的工作还发现，虽然单层FeSe/SrTiO 3膜表现出明显的超导性，但双层FeSe/SrTiO 3膜显示出绝缘行为。单层和双层FeSe/SrTiO 3薄膜之间的这种显著差异是令人惊讶的，并且潜在的起源仍然不清楚。在这里，我们报告我们的单层和双层FeSe/SrTiO 3薄膜之间的比较研究进行了系统的角度分辨光电子能谱研究在真空中退火的样品。我们发现，与单层FeSe/SrTiO_3薄膜一样，双层FeSe/SrTiO_3薄膜具有绝缘性和磁性，从而证实了FeSe/SrTiO_3薄膜中磁性相的普遍存在。特别地，双层FeSe/SrTiO 3膜显示出与单层膜完全不同的掺杂行为，因为其难以掺杂并且在广泛的退火条件下保持在绝缘状态。这种差异源于双层FeSe/SrTiO 3膜的底部FeSe层中来自FeSe-SrTiO 3界面的掺杂效率大大降低。这些观察结果为理解FeSe/SrTiO 3薄膜的超导电性起源和掺杂机制提供了关键的见解。单层和双层FeSe/SrTiO_3薄膜的性能差异，有利于在同一衬底上，在相同条件下制备超导和绝缘元件，从而实现电子器件的制备。
2014-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferromagnetic order in epitaxial FeSe films on SrTiO3
在掺Nb的$_3$（001）衬底上生长的单层FeSe薄膜具有铁基超导体中最高的超导转变温度（$_C$ $\sim$ 100 K），而体FeSe的$_C$仅为$\sim$ 8 K。反铁磁自旋涨落被认为是铁磷属元素化物中的关键，这激发了一些理解FeSe/SrTiO $_3$系统的建议。虽然体FeSe不显示反铁磁顺序，计算表明，母体FeSe/SrTiO $_3$薄膜是AFM。在实验上，由于缺乏直接的探针，FeSe/SrTiO $_3$薄膜的磁状态一直是个谜。在这里，我们报告的直接证据的反铁磁序在母体FeSe/SrTiO $_3$薄膜的磁交换偏置效应的测量。单层膜的相变温度为$\geq$ 140 K。电子掺杂后原子力显微镜的有序性消失。
2017-11-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Suppression of nematicity by tensile strain in multilayer FeSe/SrTiO$_3$ films
结合 ARPES、NMR 和 STM 研究 MBE 生长的多层 FeSe/SrTiO$_3$ 薄膜，发现界面拉伸应变抑制向列性，而远离界面处恢复体相强度。
2023-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Similarities and differences between nickelate and cuprate films grown on a SrTiO$_3$ substrate
最近在SrTiO $_3$上生长的掺Sr的NdNiO $_2$薄膜中发现的超导电性开创了非常规超导电性的新领域。为了了解在相同SrTiO $_3$衬底上镍酸盐和铜酸盐层之间的异同，本文基于密度泛函理论，系统地研究了NdNiO $_2$ /SrTiO $_3$和CaCuO $_2$/SrTiO $_3$系统的结构、电子和磁性.我们的研究结果表明，在NdNiO $_2$ /SrTiO $_3$的情况下，一个强大的晶格重构，导致在一个极性膜，与表面和界面NiO $_2$层呈现相反的位移。然而，对于CaCuO $_2$ /SrTiO $_3$，这两个相同的CuO $_2$层的变形在相同的方向上。此外，我们发现这种失真是大约独立的镍酸盐和铜酸盐薄膜的膜厚度的研究范围。此外，我们还观察到一个二维的电子气之间的界面NdNiO $_2$和SrTiO $_3$，引起的极性不连续，与最近的文献。对于NdNiO $_2$ /SrTiO $_3$，二维电子气在几个层上延伸，而对于CaCuO $_2$ /SrTiO $_3$，这种电子重排非常局限于CaCuO $_2$和SrTiO $_3$之间的界面。在界面处发现的电子重构涉及Ti $3d_{xy}$态的强占据。在这两种情况下，有一个显着的电子电荷转移从表面Ni或Cu层的Ti界面层。界面Ni和Cu层分别掺杂空穴和电子。通过引入磁性和电子关联，我们观察到Ni的…
2020-10-15 cond-mat.str-el
Dichotomy of the Photo Induced 2-Dimensional Electron Gas on SrTiO$_3$ Surface Terminations
氧化物材料是下一代电子产品的重要候选材料，因为它们可以单独或与其他材料组合时表现出广泛的期望特性。虽然SrTiO $_3$（STO）通常被认为是一种典型的氧化物，但它也具有广泛的不寻常特性，包括暴露于紫外光时可以在表面形成的二维电子气（2DEG）。使用逐层生长的高品质STO膜，我们表明，2DEG只形成SrO终止，而不是与TiO $_2$终止，与预期相反。这种行为在BaTiO $_3$（BTO）中类似地观察到，其中仅在BaO终止的膜中观察到2DEG。这些结果将允许更深入的理解，更好地控制，钛酸盐薄膜，衬底和异质结构的电子结构。
2018-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic and magnetic properties of the NdNiO$_2$/SrTiO$_3$ thin films
Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院核物理研究所）；Institute of Theoretical Physics, Jagiellonian University（雅盖隆大学理论物理研究所）
研究NdNiO₂/SrTiO₃薄膜的电子和磁性性质，通过DFT+U方法揭示其超导特性与掺杂效应。
2025-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structural characterisation of high-mobility Cd3As2 films crystallised on SrTiO3
Cd3As2一直被认为是高迁移率半导体。最近发现的拓扑半金属状态，在这种化合物的生长要求具有高结晶度和控制厚度的外延膜。在这里，我们报告的Cd3As2薄膜生长在SrTiO3衬底上的固相外延在高温下高达600 C的结构表征采用优化的覆盖层和基板。在（001）SrTiO 3基板的Ti正方形晶格上外延层叠As三角形晶格，得到摇摆曲线宽度为0.02的结晶性高、电子迁移率超过30的（112）取向的Cd 3 As 2膜，在不同温度下退火的薄膜的系统表征使我们能够确定两步结晶过程，其中，随着退火温度的升高，出现面外方向和随后的面内方向。我们的研究结果的Cd3As2的高温结晶过程中，使一个独特的方法，用于制造高品质的Cd3As2薄膜和阐明量子输运背栅通过SrTiO 3衬底。
2018-04-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Oxygen Chemical Diffusion Coefficient in Manganite Thin Films by Isothermal Electric Resistivity Measurements
本文报道了最佳掺杂的La_（0.85）Na_（0.15）MnO_3锰氧化物薄膜（LNMO）氧扩散系数的测定。通过对生长在SrTiO 3（100）和SrTiO 3（110）上的两种不同外延取向的薄膜的等温电导率测量进行了研究。氧扩散系数的值约为10-14 cm 2 s-1。c取向膜的扩散似乎比另一种膜（在SrTiO 3（110）上生长）更快。对于SrTiO 3（100）上的LNMO膜，扩散过程的活化能为0.35 eV，对于SrTiO 3（110）上的LNMO膜，为0.66 eV。一个可能的原因，占两个电影之间的不同行为提出。
2003-10-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhanced Ferromagnetic Ordering in GdBaCo$_{2}$O$_{5.5+δ}$ Films on SrTiO3 (001) Substrate
研究了在SrTiO $_{3}$（001）单晶衬底上外延生长的GdBaCo $_{2}$ O $_{5.5+δ}$薄膜的结构和性能。发现薄膜在室温以上具有显著的剩余磁化强度，这比在体材料中观察到的要高得多。透射电子显微镜和X-射线衍射图案显示，在这些薄膜中发生相分离，和负责增强铁磁秩序的相是$a$取向。铁磁有序度的增强是由于Co $^{3+}$在CoO $_{5}$金字塔中的轨道有序度的增强，而铁磁到反铁磁转变的消失则是由于Co $^{3+}$在CoO $_{6}$八面体中的高自旋态的稳定。
2009-01-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin polarised injection in sexithienyl thin films
有机半导体中的电致发光强烈地依赖于由注入载流子的复合引起的激发单重态和三重态激子态的相对布居。在传统的有机发光二极管（OLED）中，光发射通常基于激发单重态的荧光1，尽管也研究了三重态的磷光2。控制注入载流子的自旋统计将开辟放大所选电子跃迁的途径，从而提高OLED效率。沿给定轴直接注入具有高自旋极化度的载流子应导致单重态或三重态激发态的优先布居，这取决于相对电极极化。在这里，我们报告的直接自旋极化（SP）注入sexithienyl（T6），一个典型的有机半导体，从半金属锰氧化物的第一个实验证据。在室温下，T6中的自旋穿透深度约为250-300 nm。考虑到可能的自旋翻转机制在有机材料和界面效应的结果进行了讨论。
2001-04-10 cond-mat.str-el
Resonant phonon coupling across the La{1-x}Sr{x}MnO{3}/SrTiO{3} interface
在SrTiO{3}上外延生长的La{0. 53}Sr{0. 47}MnO{3} xMnO 3薄膜的输运和磁性在衬底的结构转变温度处表现出尖锐的尖点。使用实验和理论相结合，我们表明，尖点是在薄膜中的载流子和软声子模式的SrTiO{3}之间的共振耦合的结果，介导的氧八面体在薄膜中。模式的振幅向转变温度发散，声子被发射到膜的前几个原子层中，影响其电子状态。
2011-02-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of the Electronic Structure in Single-Layer FeSe/SrTiO3 Films
对铁基超导体的电子结构进行精确的理论描述，对于理解铁基超导体的超导机制至关重要。与体相FeSe相比，FeSe/SrTiO 3超导单层膜呈现出独特的电子结构，仅由电子费米口袋组成，这是由于在布里渊区（Brillouin zone，BZ）拐角处形成了新的带隙，以及在BZ中心和拐角之间形成了间接带隙。虽然已经进行了深入的研究，这种独特的电子结构的起源及其与大块FeSe的联系仍然不清楚。在这里，我们报告了系统的温度演化的电子结构在单层FeSe/SrTiO 3薄膜的角分辨光电子能谱的研究。在200 K时，FeSe/SrTiO 3单层薄膜发生了明显的温度诱导电子相变，在此温度以上，FeSe/SrTiO 3单层薄膜的电子结构恢复到体相FeSe的电子结构，新的带隙关闭，间接带隙消失.此外，界面电荷转移效应引起的带移~ 60 meV的第一次被确定。这些观测结果不仅首次直接证明了FeSe/SrTiO_3单层薄膜的电子结构是由体相FeSe通过电子相变和界面电荷转移共同作用形成的，而且为描述FeSe/SrTiO_3单层薄膜的电子结构和理解其超导机理提供了定量的理论模型依据.
2020-12-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Onset of the Meissner effect at 65 K in FeSe thin film grown on Nb doped SrTiO3 substrate
本文报道了用分子束外延技术在掺Nb的SrTiO_3衬底上生长的FeSe薄膜的迈斯纳效应。双线圈互感测量清楚地表明，在65 K，这是一致的间隙开口温度由以前的角分辨光电子能谱结果确定的抗磁屏蔽的发病。外加磁场使超导转变在起始温度附近展宽，这是准二维超导体的典型行为。我们的结果提供了直接的证据，表明在Nb掺杂的SrTiO 3衬底上生长的FeSe薄膜具有65 K的起始温度，这是迄今为止发现的所有铁基超导体中最高的。
2015-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The role of oxygen vacancies in SrTiO3 at the LaAlO3/SrTiO3 interface
钛酸锶（SrTiO 3）是一种广泛应用于电子氧化物薄膜器件的衬底材料，具有许多令人感兴趣的特性。在与类似的氧化物材料LaAlO 3的组合中，它最近受到了极大的关注。结果表明，在SrTiO 3和LaAlO 3之间的界面处形成二维电子气，导致高的电导率和迁移率。在这份报告中，我们证明了这些异质结构的输运性质是非常敏感的薄膜生长过程中的沉积参数。使用阴极和光致发光的研究结合电输运性能和微观结构的测量，我们表明，在LaAlO 3/SrTiO 3界面处观察到的电子性质可以解释由氧还原SrTiO 3。此外，我们表明，氧可以被推入和推出的样品，但重新氧化的最初氧耗尽LaAlO 3/SrTiO 3异质结构的存在下，部分地防止了薄膜。
2006-03-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Epitaxial growth and thermodynamic stability of SrIrO3/SrTiO3 heterostructures
获得高质量的5d过渡金属氧化物薄膜对于探索由强电子关联和自旋轨道耦合相结合而产生的奇异半金属和拓扑相是必不可少的。在这里，我们表明，SrIrO3薄膜的传输特性，通过脉冲激光沉积生长，可以通过考虑SrIrO3靶表面的激光诱导改性的效果进行优化。我们进一步表明，裸露的SrIrO3薄膜在空气中受到降解，是高度敏感的光刻处理。原位沉积的结晶SrTiO3帽层在保持膜质量方面是有效的，使我们能够测量厚度低至4个晶胞的膜中的金属输运行为。此外，SrTiO 3封装能够在不改变薄膜特性的情况下制造霍尔条等器件，从而可以对微米和纳米级器件进行精确的（磁）输运测量。
2016-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Termination-dependent Electronic and Magnetic Properties of Ultrathin SrRuO$_{3}$ (111) Film on SrTiO$_{3}$
采用{ \it ab initio}电子结构计算方法研究了在（111）SrTiO $_{3}$衬底上生长的SrRuO $_{3}$（SRO）薄膜的电磁性质. Ru封端的SRO（111）薄膜具有较强的表面原子弛豫，而SrO $_{3}$封端的SRO（111）薄膜保持了理想钙钛矿的表面结构。Ru和SrO $_{3}$封端的SRO（111）薄膜在表面都表现出了出乎意料的层间反铁磁（AFM）结构，但具有不同的性质和机制。前者的原子力显微镜结构的结果从大的表面原子弛豫，而后者的结果从截断膜效应。有趣的是，对于SrO $_{3}$ -终止的情况下，半金属性质出现，尽管层间AFM结构。当厚度减小时，Ru端接的情况下，磁各向异性从面外易磁化轴向面内易磁化轴方向的崩塌行为发生，而SrO $_{3}$端接的情况下，磁各向异性从面外易磁化轴向面内易磁化轴方向的崩塌行为发生。
2014-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transport properties of microstructured ultrathin films of La0.67Ca0.33MnO3 on SrTiO3
我们研究了8 nm厚的La0.67Ca0.33MnO3薄膜的电输运性质，该薄膜是在SrTiO 3（STO）上沉积的，并通过Ar离子刻蚀蚀刻成5 μ m宽的桥。我们发现，即使是轻微的蚀刻的膜导致的STO衬底的电导，和不对称和非线性的电流-电压（I-V）特性。然而，短暂的氧等离子体蚀刻允许衬底的绝缘特性的完全恢复。桥的I-V特性在大范围的电流密度上是完全线性的。我们发现巨大的磁阻特性典型的应变LCMO STO，但没有签名的非线性效应（所谓的电阻）连接到电子不均匀。在低于150 K的金属状态下，最高的电流密度导致加热效应和非线性I-V特性。
2007-05-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Surface and Interface Properties of La2/3Sr1/3MnO3 Thin Films on SrTiO3 (001)
理解和操纵出现在表面或界面上的性质需要对结构-性质关系有透彻的了解。我们报告了一个原型氧化物系统，La 2/3Sr 1/3 MnO 3生长在SrTiO 3（001），结合原位角分辨X射线光电子能谱学，非原位X射线衍射，扫描透射电子显微镜/光谱与电输运测量的研究。我们发现，La_（2/3）Sr_（1/3）MnO_3薄膜的厚度大于20个晶胞（u.c.）表现出不超过一个u.c.的普遍行为。在界面处混合，但至少为3 μ C。Sr在表面附近的偏析是（La/Sr）O终止的。电导率与膜厚度的关系表明存在厚度为~ 6.5 +/-0.9 u.c.的非金属层，其与膜厚无关，但主要与表面附近Sr浓度的偏差有关。低于20 u.c.，薄膜表面为（La/Sr）O和MnO_2终端的混合结构。将薄膜厚度降低至小于10 u.c。导致薄膜中化学成分的偏差增强，最终驱动薄膜绝缘。我们的观察提供了一个自然的解释厚度驱动的金属-非金属转变的薄膜的基础上的变化的薄膜化学计量。
2019-04-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multilayer engineering of CaVO$_3$ thin films with SrTiO$_3$ and LaAlO$_3$ from DFT+DMFT
本文采用密度泛函理论结合动力学平均场理论（DFT+DMFT）研究了关联金属CaVO $_3$薄膜与两种典型衬底材料SrTiO $_3$和LaAlO $_3$之间的界面效应。我们发现，CaVO $_3$ /SrTiO $_3$界面上的CaVO $_3$薄膜只有一个边际的影响，与占主导地位的效果是（bulklike）的外延应变所施加的大晶格失配，使CaVO $_3$膜绝缘由于增强的轨道极化与强的水平分裂之间的t $_{\mathrm{2g}}$轨道。相反，在极性CaVO $_3$ /LaAlO $_3$界面处，界面的存在可以对薄膜性质具有巨大影响，这取决于特定界面终止以及由多层几何形状施加的特定边界条件。我们比较了三种不同的方法来模拟相关的金属CaVO $_3$和带绝缘体LaAlO $_3$，这都施加了一组不同的（静电）边界条件的电子结构之间的接口。从我们的计算得到的光谱特性揭示了强烈的影响的超晶胞几何形状，从散装高度掺杂和结构扭曲的阶段，表明通过多层工程的界面特性的潜在可调性。
2020-05-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Atomically flat interface between a single-terminated LaAlO3 substrate and SrTiO3 thin film is insulating
用原子力显微镜研究了（100）取向的LaAlO 3（LAO）单晶的表面终止，并通过退火优化得到单终止原子级平坦表面。然后在单端LAO衬底上实现原子级平坦的STO膜，预期其类似于二维电子气（2DEG）的n型界面，即，（LaO）-（TiO 2）。特别地，其可以作为典型的2DEG异质结构的镜像结构，以进一步阐明2DEG的起源。这种新开发的界面被确定为高度绝缘。此外，这项研究表明了一种方法，以实现原子级平坦的薄膜生长的LAO基板的基础上。
2012-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evolution of the interfacial structure of LaAlO3 on SrTiO3
利用表面X射线衍射结合模型无关，相位检索算法之间的两个和五个单层膜厚度的LaAlO 3生长在SrTiO 3的原子结构的演变进行了研究。在极性LaAlO 3的电场作用下，阳离子和氧离子之间存在退极化屈曲，且随膜厚的增加而减小.我们解释这在弹性应变能，静电能，和电子重建之间的竞争。研究结果是定性再现的密度泛函理论计算。显著的阳离子混合在整个界面上延伸约三个单层的所有膜厚度。因此，薄于四个单层的膜的界面延伸到表面，这可能影响导电性。
2010-09-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Common Electronic Origin of Superconductivity in (Li,Fe)OHFeSe Bulk Superconductor and Single-Layer FeSe/SrTiO3 Films
铁基超导体的高温超导机制一直是凝聚态物理中的一个悬而未决的问题。电子结构，特别是费米表面拓扑结构，被认为在决定超导电性方面发挥着至关重要的作用。最近的启示不同的电子结构和可能的高温超导性与转变温度Tc高于65 K的单层FeSe薄膜生长在SrTiO 3衬底上提供了关键信息的费米表面拓扑结构和界面的作用，诱导或增强超导性。利用高分辨角分辨光电子能谱测量了一种新型FeSe基超导体（Li 0.84 Fe 0.16）OHFe 0.98 Se的电子结构和超导能隙，其Tc为41 K。研究发现，该超导体在费米面拓扑、能带结构和无节点的各向同性超导能隙等方面与FeSe/SrTiO 3超导单层膜具有非常相似的电子行为.这些观察结果为理解FeSe/SrTiO 3单层薄膜的高温超导性以及铁基超导体的超导机制提供了重要的见解。
2015-05-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Epitaxial growth and scanning tunneling microscopy of LiV$_2$O$_4$ thin films on SrTiO$_3$(111)
LiV $_2$ O $_4$是一种混合价尖晶石氧化物，也是少数几种在低温下具有重费米子相的过渡金属化合物之一。虽然许多实验研究试图阐明它的3个$d$电子如何经历巨大的质量重整化，但可能提供关键线索的光谱探针，如扫描隧道显微镜（STM），仍有待应用。先决条件是原子级平坦和原始的表面，在LiV $_2$ O $_4$的情况下，难以通过小的三维晶体的分裂获得。我们报道了用脉冲激光沉积法在SrTiO $_3$（111）表面外延生长具有块状性质的LiV $_2$ O $_4$薄膜，并对LiV $_2$ O $_4$（111）表面进行了稳定的STM成像.将所生长的膜转移到室温STM，其中随后在真空中任选溅射的退火使得能够解析具有光滑表面和六方1 $situ$ 1原子晶格的紧凑岛。我们的STM测量提供了对LiV $_2$ O $_4$在SrTiO $_3$（111）上的生长机制的深入了解，以及证明了对这种重费米子化合物进行表面敏感测量的可行性。
2023-02-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Modification of magnetic and transport properties of manganite layers in Au/La_0.67Sr_0.33MnO_3/SrTiO_3 interfaces
研究了金覆盖对最佳掺杂锰氧化物薄膜磁性和输运性质的影响。在SrTiO_3上外延生长的（001）La_（0.67）Sr_（0.33）MnO_3（LSMO）薄膜中，当沉积2nm的Au时，其电导率和磁性能受到显著的抑制：当沉积4 nm厚的LSMO薄膜时，电阻率增加了4个数量级，居里温度降低了180 K。零场55 Mn核磁共振结果表明，金覆盖后锰氧化物薄膜中的铁磁双交换机制明显减弱。我们发现在Au/LSMO界面处形成1.9 nm厚的磁性“死层”的证据，与界面非双交换绝缘相的产生相关。
2008-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Identification of a Large Amount of Excess Fe in Superconducting Single-Layer FeSe/SrTiO3 Films
在SrTiO 3（STO）衬底上生长的单层FeSe薄膜因其具有极高的超导临界温度（Tc）而受到人们的广泛关注。通常认为外延生长的单层FeSe/STO膜的组成是化学计量的，即，Fe和Se的比例为1：1。在这里，我们报告了大量的过剩铁的超导单层FeSe/STO膜的识别。通过在超导单层FeSe/STO膜上沉积Se，我们通过原位扫描隧道显微镜（STM）发现，在退火过程中，在比通常的生长温度（$\sim$ 490° C）低得多的令人惊讶的低温（$\sim$ 150° C）下，在第一层的顶部上形成第二层FeSe岛。这一观察结果被用来检测过量的Fe和估计其数量在单层FeSe/STO膜。检测到的过量Fe的量为至少20%，这对于超导单层FeSe/STO膜是令人惊讶地高的。在理解高Tc超导性时应考虑到这种大量过量Fe的发现，并指出进一步提高超导单层FeSe/STO膜中Tc的可能途径。
2019-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hidden structural transition in epitaxial Ca$_{0.5}$Sr$_{0.5}$IrO$_{3}$/SrTiO$_{3}$ thin film
在ABO $_{3}$钙钛矿薄膜中涉及BO $_{6}$八面体旋转模式的变化的结构转变可以隐藏在由衬底施加的全局晶格对称性下，并且经常容易被忽视。利用高分辨X射线衍射实验研究了在SrTiO $_{3}$（STO）和GdScO $_{3}$（GSO）衬底上外延生长的Ca $_{0.5}$ Sr $_{0.5}$ IrO $_{3}$（CSIO）钙钛矿铱酸盐薄膜的结构。虽然CSIO/STO膜层显示出由倒易空间映射证明的全局四斜晶格对称性，但同步加速器X射线数据表明其室温结构是单斜的，这是由于Glazer的IrO $_{6}$八面体的a $^{+}$ a $^{-}$ c $^{-}$型旋转。为了适应较低的对称性结构下的全球tetraxine对称性，膜断裂成四个孪晶域，导致分裂的（半整数，0，整数）超晶格反射。令人惊讶的是，这些超晶格反射的分裂随着温度的增加而减少，最终在T $_{S}$ = 510（5）K时消失，这表明结构转变为具有$^{+}$ a $^{-}$ c $^{0}$八面体旋转的正交相。相比之下，CSIO/GSO薄膜显示出稳定的单斜对称性，具有$^{+}$ b $^{-}$ c $^{-}$八面体旋转，显示出在高达520 K下没有由衬底引起的结构不稳定性。我们的研究说明了在决定外延薄膜的结构中，除了衬底的晶格失配之外，对称性的重要性。
2019-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interface-induced superconductivity and strain-dependent spin density wave in FeSe/SrTiO3 thin films
铁基高温超导体（Fe-HTS's）的超导转变温度（Tc）一直保持在56 K。最近，在SrTiO_3衬底上生长的单层FeSe薄膜中，有新的65 K Tc记录的迹象。在这里，与原位光电子能谱测量，我们证实了自旋密度波（SDW）在FeSe薄膜，Fe-HTS的一个关键成分，在FeSe之前，这是错过了减弱与厚度增加或应变减少。我们表明，超导性发生时，从氧空位基板转移的电子抑制，否则最明显的SDW在单层FeSe。除了提供对FeSe薄膜的全面理解和进一步提高其Tc的方向外，我们还建立了FeSe与晶格常数的相图，其中包含了Fe-HTS的所有基本物理特性。它具有结构最简单、成分最纯净、调谐参数单一等优点，是铁基高温超导理论测试的理想设备。
2013-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Surface termination effect of SrTiO3 substrate on ultrathin SrRuO3
本研究通过原子分辨扫描透射电子显微镜揭示了SrTiO3衬底台阶效应对超薄SrRuO3薄膜横向不均匀性的影响，发现II型台阶导致单层SrRuO3横向不连续，强调使用单一终止衬底的重要性。
2023-12-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of Strain Relaxation on Magnetotransport properties of epitaxial La_0.7Ca_0.3MnO_3 films
本文研究了在相同条件下用脉冲激光沉积技术制备的La_（0.7）Ca_（0.3）MnO_3外延薄膜（厚度为200 nm）的应变弛豫对磁输运性质的影响。所有的薄膜都是外延的，具有立方晶胞。采用SrTiO_3、LaAlO_3和MgO三种不同的单晶衬底，研究了应变弛豫量的变化。已经发现，对于较厚的膜的应变得到放松，并产生变量的无序依赖于应变松弛的强度。在SrTiO_3，LaAlO_3和MgO上沉积的薄膜的晶格弛豫幅度分别为0.384，3.057和6.411%。LaAlO_3和SrTiO_3上的薄膜显示出较高的T_{IM}（分别为243 K和217 K），而MgO上的薄膜的T_{IM}（191 K）较低。同样，SrTiO_3和LaAlO_3上的薄膜的T_C较陡，分别为245 K和220 K，而MgO上的薄膜的T_C为175 K。高弛豫度会产生更多的缺陷，因此MgO上的薄膜的TIM（T_C）显著低于SrTiO_3和LaAlO_3。我们采用了不同的方法，通过Mott的VRH模型来评估电阻率的变化，从而关联应变弛豫对LCMO薄膜磁输运性质的影响。用Mott的VRH模型分析了由于晶格弛豫引起的厚膜中无序的变化，这进一步证明了晶格弛豫的强度主要是通过增加层错、位错等缺陷的密度而产生无序，这些缺陷影响了厚外延La_（0.7）Ca_（0.3）MnO_3薄膜的磁输运性质。
2005-03-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Growth of Sr1-xCaxRuO3 thin films by metalorganic aerosol deposition
本文报道了用金属有机气溶胶沉积法在SrTiO_3和MgO衬底上生长Sr_（1-x）Ca_xRuO_3薄膜。用X射线衍射仪和室温扫描隧道显微镜（STM）分别对样品的结构和显微结构进行了表征。STM表明在SrTiO 3上的膜的面内外延和小的表面粗糙度。高品质的薄膜是由高达29的大剩余电阻率比支持。
2009-06-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhanced superconductivity and evidence for novel pairing in single-layer FeSe on SrTiO3 thin film under large tensile strain
采用外延生长方法制备了面内晶格常数为3.99的FeSe/Nb：SrTiO 3/KTaO 3异质结单层薄膜，并对其进行了原位角分辨光电子能谱研究。两个椭圆形的电子袋在Brilliant区角落解决与它们之间的杂交可以忽略不计，这表明低能量的电子结构的对称性保持完整的独立的单层FeSe，虽然它是在基板上。对于铁基超导体，超导能隙在70 K的创纪录高温下闭合。有趣的是，超导能隙分布是各向异性的，但在电子袋周围是无节点的，在两个电子袋的交叉处具有最小值。我们的结果对现有的理论提出了强有力的约束，并支持根据晶格对称性分类的奇偶校验自旋单重态配对通道的共存。
2013-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Negligible oxygen vacancies, low critical current density, electric-field modulation, in-plane anisotropic and high-field transport of a superconducting Nd0.8Sr0.2NiO2/SrTiO3 heterostructure
镍基超导氧化物薄膜的出现对整个凝聚态物理都具有十分重要的意义。在这里，我们报告了一些简短的实验结果的输运测量的14 nm厚的超导Nd 0.8Sr 0.2NiO 2/SrTiO 3薄膜异质结的起始转变温度为~9.5 K。光致发光测量结果表明，有可忽略的氧空位在SrTiO 3衬底在薄膜沉积和后化学还原的Nd0.8Sr0.2NiO 2/SrTiO 3异质结构。发现Nd0.8Sr0.2NiO2/SrTiO 3薄膜异质结构的临界电流密度相对较小，约为4 × 10^3 A/cm 2。虽然SrTiO 3衬底的表面台阶导致面内电阻率的各向异性，但超导转变温度几乎相同。面外磁输运测量产生约11.4 T的上临界场和约5.4 nm的面内Ginzburg-Landau相干长度。高达50 T的高场磁输运测量揭示了三种不同测量几何形状和复杂的霍尔效应在1.8 K的各向异性临界场。经由SrTiO 3衬底施加的电场略微改变超导转变温度。这些实验结果可能对这一快速发展的领域有用。
2021-05-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High Mobility in LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures: Origin, Dimensionality and Perspectives
我们研究了在SrTiO_3（001）衬底上外延生长的LaAl_3薄膜的磁输运性质的维度和起源。在低沉积氧压（PO 2 < 10^-5 mbar）下观察到高迁移率导电，并具有三维特征。然而，在较高的PO 2的传导显着抑制和非金属行为出现。实验数据强烈支持这些属性的解释的基础上创建的氧空位在SrTiO 3基板的LaAlO 3层的生长过程中。当生长在SrTiO 3衬底在低PO 2，其他氧化物产生相同的高迁移率的LaAlO 3薄膜。这为全氧化物电子开辟了有趣的前景。
2007-04-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The role of etching anisotropy in the fabrication of freestanding oxide microstructures on SrTiO3(100), SrTiO3(110), and SrTiO3(111) substrates
用于制造独立氧化物微结构的释放过程依赖于适当的、可控的和可重复的湿法蚀刻过程。SrTiO_3是生长氧化物薄膜最常用的衬底之一，并且在HF：水溶液中可以分解。这种工艺是强各向异性的，并受到局部缺陷和衬底切面的影响。我们分析了具有（100）、（110）和（111）切面的SrTiO 3衬底在5%HF：水溶液中浸泡期间的蚀刻行为。比较了三种衬底上抗HF（La，Sr）MnO3薄膜微图形的点蚀、各向异性、宏观腐蚀速率和欠腐蚀效应。释放的目标结构，如报告的（La，Sr）MnO 3独立的微桥，取决于衬底的晶体对称性和结构本身沿平面方向的面内取向。通过比较在两个不同的长度尺度上的蚀刻演变，我们区分两个制度的蚀刻前的传播：一个内在的，由于一个特定的晶格方向，和一个宏观的，从不同的蚀刻前的混合。我们报告的蚀刻SrTiO 3表面的形貌和欠蚀刻区域的几何形状，以及微桥夹持区。报告的分析将使复杂的MEMS器件的设计，允许模拟释放的任意结构的氧化物薄膜沉积在STO的顶部所需的蚀刻过程的演变。
2021-07-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Insulating Parent Phase and Distinct Doping Evolution to Superconductivity in Single-Layer FeSe/SrTiO3 Films
单层FeSe/SrTiO_3（FeSe/STO）薄膜由于其简单的晶体结构、独特的电子结构和极高的超导转变温度（Tc）而受到人们的广泛关注。单层FeSe/STO薄膜中Tc显著增强的起源以及单层和多层FeSe/STO薄膜之间超导性的二分法仍然存在争议。在这里，我们报告了对单层和多层FeSe/STO薄膜中掺杂的电子结构演变的全面高分辨率角分辨光电子能谱和扫描隧道显微镜/光谱测量。我们发现，单层FeSe/STO薄膜有一个明显的母相和掺杂演变的路线，从根本上不同于多层FeSe/STO薄膜的超导性。单层FeSe/STO薄膜的母相是绝缘的，其掺杂演化过程与铜氧化物超导体中掺杂莫特绝缘体的演化过程非常相似。在多层FeSe/STO薄膜中，通过电子掺杂抑制母体化合物中的有序，从而发生高Tc超导。单层FeSe/STO薄膜代表了铁基超导体中母体化合物是绝缘体的第一个明确情况。我们观察到的独特的母态和掺杂的单层FeSe/STO薄膜的演变提供了关键的洞察力，了解其创纪录的高Tc超导。它们还提供了一种在铁基超导体中实现高温铜酸盐超导体中常见的超导性的新途径。
2019-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spectroscopic Evidence of Superconductivity Pairing at 83 K in Single-Layer FeSe/SrTiO3 Films
在SrTiO 3衬底上生长的FeSe单层薄膜（FeSe/STO）由于其可能具有创纪录的高超导临界温度Tc和独特的电子结构而引起了人们的广泛关注。然而，由于从输运、磁性和光谱测量获得的结果不一致，它的Tc到底能达到多高一直存在争议。在这里，我们报告在83 K的单层FeSe/STO膜的超导配对的光谱证据。通过制备高质量的单层FeSe/STO薄膜，我们观察到的第一次强超导诱导Bogoliubov背弯曲带延伸到相当高的结合能~100 meV的高分辨率角分辨光电发射测量。Bogoliubov回弯带提供了一个新的明确的基准超导配对，直接观察到高达83 K的单层FeSe/STO膜。此外，我们还发现超导配对态可以进一步分为64-83 K和64 K以下两个温度区。我们认为64-83 K区域可能是超导涨落的结果，而低于64 K的区域则对应于长程超导相位相干的实现。这些结果表明，无论是高达83 K的Tc是可实现的铁基超导体，或有一个赝能隙形成的超导波动在单层FeSe/STO膜。
2020-10-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
