Reversal of strain state in a Mott insulator thin film by controlling substrate morphology
本研究发现通过退火调控蓝宝石衬底的平整或阶梯形貌,可改变V₂O₃薄膜中晶格失配压应变与热膨胀失配拉应变的主导地位,实现应变状态反转,为Mott绝缘体薄膜应变调控及室温以上绝缘-金属切换应用提供新途径。
2025-10-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain driven conducting domain walls in a Mott insulator
可重写纳米电子学为基础研究和技术应用提供了新的视角和潜力。这种兴趣已经推动了研究的重点到导电畴壁:伪二维导电通道,可以创建,定位,并删除原位。然而,导电畴壁的研究在很大程度上限于宽禁带铁电体,其中导电性通常来自于载流子密度的变化,这是由于极性不连续处的屏蔽电荷积累。这项工作表明,在窄间隙相关的绝缘体与强电荷晶格耦合,局部应变梯度可以驱动增强的电导率在畴壁,消除极性不连续性作为导电性的标准。通过结合不同的扫描探针显微镜技术,我们表明,在GaV 4S 8的畴壁电导率不遵循建立的屏蔽电荷模型,而是产生于跨Jahn-Teller转变和跨畴壁的相关应变梯度的大表面重构。如果主体的电子结构易受局部应变梯度的影响,则该机制可以使任何结构的或甚至磁性的畴壁导电,从而极大地扩展了可适用于基于畴壁的纳米电子学的材料和现象的范围。
2022-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Octupolar order and Ising quantum criticality tuned by strain and dimensionality: Application to $d$-orbital Mott insulators
最近的实验已经发现了多种$d$轨道莫特绝缘体中的多极有序.出于揭示交换相互作用的基础上提出的八极顺序的锇酸盐双钙钛矿,我们研究了一个两个网站的模型,使用精确对角化的五轨道哈密顿量,纳入自旋轨道耦合(SOC)和相互作用,并包括轨道内和轨道间的跳跃。使用一个精确的Schriming-Wolff变换,然后我们提取一个有效的赝自旋哈密顿量的非Kramers双峰,揭示主导的铁八极耦合驱动的相互作用的两个不同的轨道内跳跃条款。利用经典的蒙特卡罗模拟的面心立方晶格上,我们得到了一个铁八极转变温度,这是在很好的符合与实验上的锇酸盐双钙钛矿。我们还探讨了单轴应变和尺寸调谐通过dielectric薄膜,这是诱导伊辛八极顺序的横向场的影响。这抑制了$T_c$,并可能允许访问八极伊辛量子临界点。我们讨论了可能的影响,我们的研究结果为更广泛的一类材料,可能会举办这样的非克拉默双态离子。
2021-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Photoemission evidence for crossover from Peierls-like to Mott-like transition in highly strained VO$_2$
我们提出了一个光谱研究表明,应变VO $_2$薄膜的金属-绝缘体转变可能会被驱动到一个纯粹的电子过渡,这并不依赖于Peierls二聚化,通过施加机械应变。与一个适度应变的系统,其中涉及的晶格比较,演示了从佩尔斯到莫特样过渡的交叉。
2012-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Comprehensive Control of Metamagnetic Transition of Antiferromagnetic Mott Insulator Sr2IrO4 by in-situ Anisotropic Strain
反铁磁体中的变磁性在引起自旋反转和旋转时表现出独特的临界行为和动力学。在这里,我们显示了0.05%的各向异性应变足以在原位调制的变磁临界场的莫特绝缘体Sr 2 IrO 4超过50%,使电气开关的过渡。共振X射线散射和模型模拟表明,过渡是完全调谐的自旋翻转到自旋翻转类型的应变引入C4-破缺磁各向异性。同时输运研究表明,变磁响应反映在大的弹性和磁导,突出了自旋轨道耦合莫特态的活性电荷自由度和自旋电子学的潜力。
2020-07-22 cond-mat.str-el
Strain-Induced Room-Temperature Ferromagnetic Semiconductors with Large Anomalous Hall Conductivity in Two-Dimensional Cr2Ge2Se6
通过密度泛函理论计算,我们预测了一个稳定的二维(2D)铁磁半导体Cr $_2$ Ge $_2$ Se $_6$,其中的居里温度$T$ $_c$可以显着提高超过室温,通过施加百分之几的应变。此外,2D Cr $_2$ Ge $_2$ Se $_6$和Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$中的异常霍尔电导率被预测为与Fe和Ni的铁磁金属中的异常霍尔电导率相当,并且比稀磁半导体Ga(Mn,As)中的异常霍尔电导率大一个数量级。基于超交换相互作用,应变对二维Cr $_2$ Ge $_2$ Se $_6$中$T$ $_c$的增强可以通过Cr的3个$d$轨道和Se的4个$p$轨道之间能量差的减小来理解。我们的发现突出了通过应变获得室温铁磁半导体的微观机制。
2019-07-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-modulated Slater-Mott crossover of pseudospin-half square-lattice in (SrIrO3)1/ (SrTiO3)1 superlattices
我们报告了在(SrIrO 3)1/(SrTiO 3)1超晶格中实现的赝自旋半方晶格的外延应变驱动的电子和反铁磁调制。随着压缩应变的增加,我们发现低温绝缘行为被强烈抑制与相应的系统的Neel温度和交错矩的减少。然而,尽管有这样的抑制,系统仍然弱绝缘以上的尼尔过渡。金属性的出现是在大的压缩应变下观察到的,但只有在远高于Néel转变的温度下。这些行为的斯莱特-莫特交叉制度的特点,提供了一个独特的实验模型系统的自旋半哈伯德哈密顿与可调的中间耦合强度。
2020-04-29 cond-mat.str-el
Field-induced carrier delocalization in the strain-induced Mott insulating state of an organic superconductor
本文报道了场效应对有机超导体$κ$ -(BEDT-TTF)$_{2}$ Cu[N(CN)$_{2}$ ]Br应变诱导Mott绝缘态直流电阻和霍尔系数的影响。电导率遵循活化传输公式$σ_{\Box} = σ_{0}\exp(-W/k_{B}T)$,其中$σ_{0}$为常数,$W$取决于栅极电压。霍尔系数的栅极电压依赖性表明,与传统FET不同,密集空穴载流子的有效迁移率($\sim1.6\times 10^{14}$ cm $^{-2}$)通过正栅极电压而增强。这意味着载流子掺杂涉及由于电子相关而最初局部化的本征载流子的离域。
2009-09-21 cond-mat.str-el
Strain tuning of charge density wave and Mott-insulating states in monolayer VTe2
本研究探讨了单层VTe2中电荷密度波与Mott绝缘态的物理机制,发现压缩应变能稳定CDW相,而拉伸应变可抑制CDW并诱导超导,为二维材料的量子相应变工程操控提供了新途径。
2025-04-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tuning the metal-insulator transition in d^1 and d^2 perovskites by epitaxial strain: a first principles-based study
我们研究了外延应变对过渡金属(TM)阳离子具有d^1和d^2电子构型的钙钛矿体系中Mott金属-绝缘体转变(MIT)的影响。我们首先讨论由外延应变引起的晶场分裂和跳跃参数变化所预期的总体趋势。我们认为,应变引起的晶体场分裂一般有利于莫特绝缘状态,而应变引起的跳跃参数的变化有利于金属状态下的压缩应变和拉伸应变下的绝缘状态。因此,这两种效应在压缩应变下可以有效地相互抵消,而它们通常在拉伸应变下合作,在这种情况下有利于绝缘状态。然后,我们通过使用密度泛函理论(DFT)和动力学平均场论(DMFT)的组合对几种d^1和d^2钙钛矿进行电子结构计算来验证这些一般考虑。我们隔离的应变引起的变化,无论是跳频或晶体场的个别影响进行DMFT计算,我们固定一种类型的参数,相应的无应变DFT值。这些计算证实了我们对SrVO_3(d^1)和LaVO_3(d^2)的一般考虑,而LaTiO_3(d^1)的情况明显不同,这是由于下面的钙钛矿晶体结构中八面体倾斜畸变的强烈影响。我们的研究结果表明,通过使用外延应变,这使得可以控制的电子相关性的强度和附近的莫特MIT的相关TM氧化物的电子性质的调整的可能性。
2016-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impact of structural distortions on the correlated electronic structure of orbital-selective Mott insulating Na$_3$Co$_2$SbO$_6$ under strains
研究应变下Na$_3$Co$_2$SbO$_6$的电子结构,发现其非关联结构对应变不敏感,而关联电子结构呈轨道选择性Mott绝缘态,使三角晶体场劈裂可调,强调了局域对称性与动力学关联在调控磁性相中的重要作用。
2025-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
Memory in strain-tuned insulator-metal-insulator sequence of transitions after photoexcitation in the Mott material V2O3
本研究通过跨越9个数量级的时间分辨X射线衍射,发现V2O3薄膜光激发后金属-绝缘体转变时间因记忆效应变化5个数量级,遵循极度拉伸指数衰减,揭示了转变势垒的异质性。
2025-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure-induced insulator-metal transition in two-dimensional Mott insulator NiPS3
采用电阻(R)和X射线衍射(XRD)测量方法,在准单轴条件下原位研究了层状磁性镍磷三硫化物NiPS 3的压致绝缘体-金属转变(IMT)。这种缓慢的转变发生在35 GPa。传输测量表明,在最低测量温度(~ 2 K)下没有超导性的证据。这里提出的结构结果不同于早期的原位工作,样品进行不同的压力状态,这表明在NiPS 3的相稳定性字段是高度依赖于应变。有人建议,仔细控制的应变是必不可少的,当研究层状范德华固体的电子和磁性。
2021-08-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Robust charge-density wave strengthened by electron correlations in monolayer 1T-TaSe2 and 1T-NbSe2
低维性和电子关联的结合对于奇特的量子现象如莫特绝缘相和高温超导性是至关重要的。过渡金属二硫属化物(TMD)1 T-TaS 2由于其独特的介电常数和电荷密度波(CDW)而引起了人们极大的兴趣。为了使这种复合相官能化,必须提高CDW-Mott转变温度TCDW-Mott,而这对于TCDW-Mott < 200 K的本体TMD是困难的。在这里,我们报告了一个强耦合的二维CDW-Mott相的转变温度开始为~530 K的单层1 T-TaSe 2。此外,电子相关导出的较低的哈伯德带生存下的外部扰动,如载流子掺杂和光激发,在相反的散装对应。单层TaSe 2的Mott-Hubbard和CDW能隙比NbSe 2的增强,源于晶格畸变的增强的相关性和层间跳跃的消失,表明稳定的可能的CDW-莫特绝缘体相远高于室温。这一结果为实现室温下工作的单层CDW-莫特绝缘体基器件奠定了基础。
2021-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bandwidth Control and Symmetry Breaking in a Mott-Hubbard Correlated Metal
本研究通过皮米级晶格工程调控轨道重叠,实现对Mott-Hubbard关联金属SrVO3中电子关联强度的控制,并揭示带宽控制与对称性破缺对电子结构的主导作用,为新型电子器件奠定基础。
2023-04-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-tunable metamagnetic critical endpoint in Mott insulating rare-earth titanates
稀土钛酸盐是莫特绝缘体,其磁性基态--反铁磁(AFM)或铁磁(FM)--可以通过稀土元素的半径来调节。在这里,我们结合现象学和第一性原理计算揭示了通用的磁性相图上的化学取代的钛酸盐的稀土网站之间的AFM和FM状态的插值。这些钙钛矿中存在的八面体旋转导致AFM订单获得一个小的FM分量-反之亦然-从相图中删除任何多临界点。然而,对于一个宽的参数范围内,一阶变磁性过渡线终止于一个关键的端点生存内的磁有序相。像液体-气体转变一样,Widom线从端点出现,其特征是增强的波动。与金属FM相反,这种变磁转变涉及两个等效的绝缘倾斜自旋态。此外,而不是一个磁场,我们表明,单轴应变可以用来调整这种过渡到零温度,诱导量子临界端点。
2022-04-05 cond-mat.str-el
Atomic Diffusion in the Surface State of Mott Insulator NiS2
我们提出了莫特绝缘体NiS 2单晶热处理后的电阻率测量。我们发现了一个强大的增加,在室温下的时间常数为45小时,在几天内放松回到原始行为的低温电阻率。低温电阻率先前已被证明是由表面导电(T。Thio和J. Bennett,PRB 50 10574 1994)。因此,由热处理引起的变化归因于表面状态的变化。我们的研究结果表明,通过原子扩散重新填充从散装在表面上的空缺的创建。我们估计在室温下的扩散常数为$D \approx 10^{-10}$ m $^2$ /s。我们确定的硫空位最有可能通过氧化硫形成挥发性SO2在热处理过程中形成。我们的研究结果指向这些硫空位是在NiS 2的表面状态本地化的来源。
2015-08-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergent interlayer magnetic order via strain-induced orthorhombic distortion in the 5d Mott insulator Sr2IrO4
本文报道了Sr_2IrO_4薄膜中的类La_2CuO_4层间反铁磁有序结构,并具有较大的正交畸变(> 1.5%)。在Sr 2 IrO 4/Ca 3Ru 2 O 7异质外延结构中的双轴晶格应变降低了Sr 2 IrO 4的晶体对称性,从四方晶系(C4)到正交晶系(C2),通过磁各向异性引导Ir 5d Jeff = 1/2赝自旋矩平行于拉长的b轴。从共振X射线散射实验中,我们观察到反铁磁秩序的正交Sr 2 IrO 4薄膜的层间堆叠模式是从四相Sr 2 IrO 4晶体反转。这种层间堆叠类似于正交晶系的La 2CuO 4,这意味着沿a和b方向的非对称层间交换相互作用超过了各向异性层间伪偶极相互作用。我们的研究结果表明,应变诱导的扭曲可以提供一个微妙的旋钮,通过唤起层间交换耦合和伪偶极相互作用之间的竞争,在准二维系统的长程磁序调谐。
2021-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spontaneous supercrystal formation during a strain-engineered metal-insulator transition
该研究在应变工程化的Ca2RuO4薄膜Mott转变中发现了本征超晶体的自发形成,揭示了多尺度周期性畴及其与各向异性导电性的耦合,为设计可调电子材料提供了新机遇。
2023-11-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mott transition in the Hubbard model on anisotropic honeycomb lattice with implications for strained graphene: Gutzwiller variational study
由于高压导致的原子间距离的改变导致奇异现象,包括金属性,超导性和磁性,在正常条件下不显示这些性质的材料中观察到。在二维晶体中,例如石墨烯,通过施加面内应变,原子键长可以改变10%以上,即,而不会在本体中产生高压。本文利用Gutzwiller波函数(GWF)和Gutzwiller近似(GA)的不同变形,研究了蜂窝晶格上应变诱导的Mott相变,得到了电子临界哈伯德排斥($U$)的上、下界.对于扶手椅方向的单轴应变的带隙是不存在的,和电子相关性起主导作用。预测临界Hubbard $U$的显著降低。模型的考虑映射到单层石墨烯的紧束缚哈密顿由辅助苏-Schrieffer-Heeger模型的声学声子,假设在垂直于所施加的应变的方向上的应力为零。我们的研究结果表明,石墨烯,虽然停留在半金属相,即使在极高的单轴应变,可能会显示出可测量的签名的电子相关性,如带变窄和双占位减少。
2023-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tuning bad metal and non-Fermi liquid behavior in a Mott material: rare earth nickelate thin films
超过Mott-Ioffe-Regel极限的电阻(称为坏金属行为)和非费米液体行为是许多强关联材料正常状态的普遍特征。在这里,我们建立的条件,导致坏的金属和非费米液相在NdNiO 3,表现出一个原型,带宽控制的金属-绝缘体过渡。我们表明,电阻饱和是由Ni eg轨道分裂,这可以通过在外延膜中的应变调谐,在一定条件下引起不良的金属行为的外观的大小。结果揭示了一个交叉到非费米液态金属相的性质,并提供了一个强本地化的预测标准。他们阐明了一个看似复杂的相行为作为薄膜应变和约束的函数,并提供轨道工程和新设备的指导方针。
2015-07-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kondo insulator SmB6 under strain: surface dominated conduction near room temperature
SmB 6是一个强关联的混合价Kondo绝缘体,具有新发现的表面态,被认为是非平凡的拓扑起源。然而,表面态仅在T ~* ~ 4K以下主导电导,限制了其科学研究和器件应用。在这里,我们报告的T * 在SmB 6的拉伸应变的应用下的增强。与0.7%的拉伸应变,我们报告的表面占主导地位的导电在高达240 K的温度下,持久的应变后,即使已被删除。这可以解释的框架中的应变调谐的时间和空间波动的f-电子配置,这可能通常适用于其他混合价材料。我们注意到,在潜在的器件应用中,这种应变量可以通过衬底在外延SmB 6膜中诱导。
2017-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Distinguishing Mott and strain-induced anisotropic semimetals in magic-angle twisted bilayer graphene using Landau level spectroscopy
National High Magnetic Field Laboratory(国家强磁场实验室);Florida State University(佛罗里达州立大学);Princeton University(普林斯顿大学);Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所);University of California Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校);Donostia International Physics Center(圣塞巴斯蒂安国际物理中心);IKERBASQUE, Basque Foundation for Science(伊克尔巴斯基克,巴斯克科学基金会);University of Minnesota(明尼苏达大学)
本研究针对魔角双层石墨烯的两种候选态,提出利用面外磁场结合朗道能级间隙层级区分莫特半金属与应变诱导各向异性半金属的明确判据,验证了结果的稳健性。
2026-08-24 cond-mat.str-el
Room Temperature Dy Spin-Flop Switching in Strained DyFeO3 Thin Films
本文研究了外延应变对DyFeO3薄膜磁性的影响,发现压缩应变显著提高自旋转变温度,并在室温下以约0.06 T磁场实现Dy自旋翻转切换,揭示了应变调控稀土-铁交换相互作用的机制。
2025-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure-induced metal-insulator transition in LaMnO3 is not of Mott-Hubbard type
采用局域密度近似结合静态和动态平均场论(LDA+U和LDA+DMFT)的计算表明,室温下在32 GPa下观察到的顺磁性LaMnO 3的金属-绝缘体转变不是Mott-Hubbard转变,而是由多数自旋eg带的轨道分裂引起的.对于LaMnO 3在低于32 GPa的压力下绝缘,需要就地库仑排斥和Jahn-Teller畸变。
2006-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Near-Room Temperature Ferromagnetic Insulating State in Highly Distorted LaCoO2.5 with CoO5 Square Pyramids
氧空位的专门控制是复杂氧化物薄膜功能化的重要途径。众所周知,拉伸应变显著降低氧空位形成能,而压缩应变起次要作用。因此,通过从压缩应变膜提取氧来进行原子重构是具有挑战性的。在这里,我们报告了一个意想不到的LaCoO2.5相,通过在真空中退火的压缩应变LaCoO 3与一个类似于玻璃的氧空位有序。的协同倾斜和变形的CoO 5四方锥与大的La和Co的位移量化使用扫描透射电子显微镜。CoO 5方锥体的面内大膨胀削弱了晶场分裂,促进了Co2+的有序高自旋态,其产生居里温度为~284 K和饱和磁化强度为~0.25 μB/Co的绝缘铁磁态。这些结果表明,从压缩-应变氧化物提供了产生意想不到的晶体结构和新颖功能的机会。
2021-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metal-insulator transition in CaVO$_3$ thin films: interplay between epitaxial strain, dimensional confinement, and surface effects
本文利用密度泛函理论和动态平均场论(DFT+DMFT)研究了$_3$薄膜金属-绝缘体相变(MIT)的多个调控参数。我们专注于分离基板引起的外延应变从那些相关的薄膜厚度减少的影响。我们表明,约3-4%的拉伸外延应变是足够的诱导过渡到一个顺磁莫特绝缘相。这对应于可以在SrTiO $_3$衬底上实现的应变水平。使用独立的平板模型,我们然后证明,减少膜厚度也可以导致MIT在CaVO $_3$,然而,只有厚度小于4钙钛矿单位。我们的计算表明,MIT在这样的超薄膜的结果主要来自表面诱导的晶体场分裂之间的$t_{2g}$ -轨道,有利于形成轨道极化的莫特绝缘体。这种表面诱导的晶场分裂与拉伸外延应变引起的晶场分裂是同一类型的,因此这两种效应也可以合作。此外,我们的计算证实了在膜表面的相关效应的增强,导致在最外层的准粒子的光谱重量减少,而批量样的性能恢复在只有几层远离表面。
2018-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
VO2 nanosheets: controlling the THz properties through strain engineering
我们研究了应变工程二氧化钒纳米片通过外延生长在(100)R TiO 2衬底上的远红外性能。纳米片表现出大的单轴应变,导致沿金红石c轴的高度均匀和定向的裂纹。戏剧性的各向异性出现的金属-绝缘体转变温度,这是从沿cR轴的结构转变温度不同,和金属态电导率。详细的分析揭示了Mott-Hubbard沿金红石cR轴的行为。
2011-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Silicene and Germanene as prospective playgrounds for Room Temperature Superconductivity
结合理论和某些显著的唯象,我们认为硅烯和锗烯是\textit{elemental Mott insulators},是掺杂诱导的高Tc超导体。在我们的理论中,与石墨烯相比,硅烯$π- π^*$带宽减少3倍,并且短程库仑相互作用使得Mott定位成为可能。最近的实验结果被调用来支持我们的莫特绝缘体模型:i)在ARPES中观察到的ZrBPDMATHABMP上的硅烯中显著的$π$带变窄,ii)在Ag上的硅烯中出现低于35 K的超导能隙,具有大的$\frac{2Δ}{k_BTc}\sim$ 20,iii)在Na吸附剂掺杂电子时,在M点处出现电子样口袋,iv)在室温下由硅烯晶体管表现出的某些相干量子振荡样特征,以及v)不存在高达7特斯拉的朗道能级分裂,以及vi)在石墨烯中不常见但在硅烯中普遍存在的超结构。尝试使用莫特绝缘体理论综合上述结果,有和没有掺杂。我们推测,如果竞争订单的照顾和实现最佳掺杂,在硅烯和锗烯的超导性可以达到室温尺度,我们的模型参数,t和J $\sim$ 1 eV的估计,是令人难以置信的高,相比,铜酸盐。
2016-09-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strain-Engineering Mott-Insulating La$_2$CuO$_4$
非常规超导性的转变温度$T_\textrm{c}$通常是可调的。例如,对于单层FeSe,最佳点唯一地结合到氧化钛衬底。相比之下,对于La $_{2-\mathrm{x}}$ Sr $_\mathrm{x}$ CuO $_4$薄膜,这样的衬底是次优的,并且最高的$T_\textrm{c}$替代地使用LaSrAlO $_4$获得。因此,一个突出的挑战是了解薄膜超导性的最佳条件:哪些微观参数驱动$T_\mathrm{c}$的变化,以及我们如何调整它们?在这里,我们通过X射线吸收和共振非弹性X射线散射光谱的结合,演示了La $_2$ CuO $_4$薄膜的库仑和磁交换相互作用如何通过压缩应变来增强。我们的实验和理论计算表明,在掺杂下产生最大$T_\textrm{c}$的衬底也产生最大的最近邻跳跃积分、库仑和磁交换相互作用。因此,我们建议优化的母亲莫特状态作为一种战略,提高铜酸盐的超导转变温度。
2019-03-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ultrafast optical nonlinearity in quasi-one-dimensional Mott-insulator ${\rm Sr_2CuO_3}$
本文报道了准一维莫特绝缘体${\rm Sr_2CuO_3}$在红外波段的强瞬态光致吸收。所观察到的PA是一个偶宇称双光子状态,发生在吸收边的正上方。基于两带扩展哈伯德模型的理论计算解释了实验特征,并指出强的双光子吸收是由于近简并单光子态和双光子态之间存在很大的偶极耦合。室温皮秒恢复的光学透明度表明${\rm Sr_2CuO_3}$的强大潜力的全光开关。
2000-06-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic Structure of Strained Manganite Thin Films with Room Temperature Ferromagnetism Investigated by Hard X-ray Photoemission Spectroscopy
利用体敏硬X射线(hv=5.95keV)芯能级光电子能谱研究了应变(La_(0.85)Ba_(0.15))MnO_3薄膜的本征电子结构。在20 nm厚的具有强增强铁磁性的应变膜中,在Mn 2 p3/2主峰的低能位置处出现了一个新的尖锐的卫星峰,而在300 nm厚的未应变膜中观察到更宽的信号。簇计算表明,强度对应的费米能级的铁磁序的大小有关的状态的密度。卫星强度也同意定量磁化的平方。
2004-10-09 cond-mat.str-el
Strain dependent transport properties of the quasi two-dimensional correlated metal, LaNiO$_{3}$
本文研究了LaNiO $_{3}$(LNO)准二维强关联薄膜的电输运和磁导特性,研究了异质外延应变对中低温(2 K $\sim$ ~ 170 K)电子-电子和电子-晶格相互作用的影响.的完全外延10个单位电池厚的膜跨越拉伸应变高达$\sim4%$被用来调查的影响,增强载流子本地化驱动的组合,在低温下的弱本地化和电子-电子相互作用。的磁导数据显示的重要性,增加贡献的弱本地化低温量子校正。结果表明,随着拉伸应变的增加和温度的降低,量子限制的LNO系统逐渐从Mott过渡到Mott-Anderson区域。
2011-05-27 cond-mat.str-el
Room temperature strain-induced Landau levels in graphene on a wafer-scale platform
石墨烯是研究大量量子现象的强大平台。当石墨烯在特定的几何形状中受到应变时,它的一个显着特性就会出现,并且电子的行为就像它们受到磁场的影响一样。以前,这些应变引起的伪磁场已被探索在纳米和微米尺度上使用扫描探针和运输测量。相反,异质外延应变是一种晶圆级的工程方法。在这里,我们表明,赝磁场可以通过晶片级外延生长在石墨烯中产生。SiC衬底中的浅三角形纳米棱镜产生41 T的应变诱导均匀场。这使得在室温下观察应变诱导的朗道能级,如角分辨光电子能谱检测,并证实了模型计算和扫描隧道显微镜测量。我们的工作证明了在晶片级平台上利用二维狄拉克材料中的应变诱导量子相位的可行性,为新的应用开辟了领域。
2019-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
A two-dimensional electron gas based on a 5s oxide with high room-temperature mobility and strain sensitivity
在低维电子系统中,光学和电子自由度与量子限制的耦合对于在强相关氧化物电子学中实现奇异功能特别有趣。近年来,大禁带透明氧化物BaSnO $_3$在非本征La或Sb掺杂下获得了高的室温迁移率,引起了人们的广泛关注。在这项工作中,我们报告的观察在BaSnO $_3$薄膜的室温铁磁性和实现的二维电子气(2DEG)的透明BaSnO $_3$的表面上通过氧空位的创建,表现出高的载流子密度$\sim 7.72*10^{14} /{\rm cm}^2$和高的室温迁移率~18 cm $^2$ /V/s。这种2DEG对应变相当敏感,并且小于0.1%的面内双轴压缩应变导致在室温下350%(超过540千欧姆/平方)的巨大电阻增强。因此,这项工作为探索适用于室温的低维氧化物电子和器件的物理开辟了一条新的途径。
2021-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain engineering and one-dimensional organization of metal-insulator domains in single-crystal VO2 beams
在强关联电子材料中广泛观察到纳米到微米尺度的空间相位不均匀性。对于相变物理和器件应用来说,人工控制相变不均匀性的潜在机制和可能性仍然是至关重要的开放问题。晶格应变已被证明会导致莫特绝缘体VO2中金属相和绝缘相的共存。通过在单晶VO2微米和纳米梁的宽范围内连续调谐应变,在这里,我们展示了一维有序的金属-绝缘体畴阵列沿梁的成核和操纵。通过主动控制应变,在室温下实现了Mott转变。利用应变设计相不均匀性的能力使人们对相关电子材料有了更深入的了解,并为设计和控制用于微米和纳米级器件应用的相关电子材料的相不均匀性提供了机会。
2009-07-27 cond-mat.str-el
Piezomagnetic switching of anomalous Hall effect in an antiferromagnet at room temperature
压磁将应变线性耦合到磁序,从而产生磁化。因此,与磁致伸缩不同,它能够双向控制净磁矩。如果这种效应在室温下变得很大,它可能与技术相关,类似于其电学模拟,压电性。然而,迄今为止,压磁效应的研究主要限于反铁磁(AF)绝缘体在低温下。在这里,我们报告的发现,一个大的压磁在室温下的金属。引人注目的是,通过使用AF Weyl半金属Mn $_3$ Sn(以其几乎无磁化的反常霍尔效应(AHE)而闻名),我们发现应用0.1%量级的小单轴应变可以控制AHE的符号和尺寸。我们的实验和理论表明,压磁可以控制AHE明显不同于磁化,这将是有用的自旋电子学的应用。
2022-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic orders of LaTiO$_3$ under epitaxial strain: a first-principles study
超导LaTiO $_3$块材是一种典型的Mott绝缘体,具有G型反铁磁序。本文研究了双轴应变对不同衬底上生长的LaTiO $_3$薄膜的基态磁序的影响。在压应变作用下,生长在LaAlO $_3$、LaGaO $_3$和SrTiO $_3$衬底上的LaTiO $_3$薄膜发生了从G型反铁磁到A型反铁磁的相变.其基本的物理机制是应变引起的晶格畸变。而对于拉伸应变,BaTiO $_3$和LaScO $_3$衬底表现出LaTiO $_3$向C型反铁磁体转变的趋势。此外,我们的计算发现,在外延应变下的磁性转变不改变的绝缘事实的LaTiO $_3$。
2013-10-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
In-situ strain-tuning of the metal-insulator-transition of Ca$_{2}$RuO$_{4}$ in angle-resolved photoemission experiments
本文报道了轻掺杂体相Ca $_{2}$ RuO $_{4}$在单轴应变下的$k$空间电子结构的演化.使用类似于平板的晶体,我们实现了高达$-4.1\%$的应变水平,足以抑制莫特相,并在低温下获得先前未探索的金属状态。角分辨光电子能谱实验表明,调整单轴应变的同时,金属性出现从Ru $t_{2g}$壳层内的电荷的显着的重新分配,伴随着突然崩溃的光谱重量在较低的哈伯德带和出现一个定义良好的费米面,这是没有赝隙。我们的研究结果突出了晶格能量学和Ca $_{2}$ RuO $_{4}$的多轨道性质的深刻作用,在这个原型莫特过渡和光谱测量打开新的视角。
2018-10-24 cond-mat.str-el
Rubidium superoxide: a p-electron Mott insulator
超氧化铷(RbO_2)是一种罕见的具有部分填充p电子态的固体,它允许研究自旋和轨道有序的相互作用以及与传统d或f电子系统完全不同的材料中强电子关联的其他效应。本文用密度泛函理论和动力学平均场论相结合的方法证明了室温下RbO_2确实是一种顺磁性的莫特绝缘体。我们构造了金属-绝缘体相图作为温度和Hubbard相互作用参数U和J的函数。由于RbO_2能带结构的强粒子-空穴不对称性,我们发现与通常用于研究多带哈伯德模型的简单半椭圆态密度相比有很大的差异。与我们以前的DFT研究一致,我们还发现了低温下复杂自旋和轨道有序的迹象。
2012-06-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Confinement-driven transitions between topological and Mott phases in (LaNiO3)$_N$/(LaAlO3)$_M$(111) superlattices
基于包含Hubbard $U$项的密度泛函理论(DFT)计算,在(111)取向的(LaNiO $_3$)$_N$ /(LaAlO $_3$)$_M$($N$ / $M$)超晶格中预测了一组对称性破缺的二维基态.在双钙钛矿(1/1)中出现了具有$d_{z^2}$轨道极化和FM Mott绝缘(和多铁性)相的未预料到的Jahn-Teller畸变,这显示出对应变控制轨道工程的强烈敏感性。具有石墨烯拓扑结构的LaNiO $_3$双层具有可切换的多铁性(铁磁(FM)和铁电)绝缘基态,其具有不等价的Ni位点。在$N=3$之外,受限的LaNiO $_3$板经历通过半半金属相的金属到绝缘体的转变,其中传导源自界面。反铁磁的安排允许在设计的人工混合相的双层和单三角层带结构的图案相结合。
2014-03-10 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
Mott transitions and Novel Orders in Multi-Orbital Models: The Relevance of Structural "Double Exchange"
在真正的过渡金属氧化物中,所谓的GdFeO 3八面体倾斜长期以来被认为是影响立方钙钛矿家族中发现的轨道和磁性有序状态范围的相关控制参数。它们在巡回和本地化之间的相互作用中的确切作用,长期以来一直被认为是d波段氧化物中的莫特内斯的基础,然而却很少受到关注。我们分析的相关性的GdFeO 3倾斜详细的部分填充的电子轨道系统中的一个代表性的设置。我们确定了一个新的广义原则,广泛的相关性,即这种倾斜的行为就像一个结构性的“双交换”和行为违反了著名的安德森-长谷川双交换。因此,作为这种倾斜的函数,从Mott-Hubbard绝缘体到非相干坏金属的相变作为有效带宽控制的Mott转变而发生。我们详细分析了非相干金属通过研究一个和两个粒子的光谱响应,并提出,这种选择性金属是一种新的轨道模拟的FL* 状态与分馏轨道。最后,我们应用这些想法定性地讨论了应变对合适衬底上的d-带氧化物薄膜的影响,并讨论了通过合适的应变工程在TMO薄膜中激发新的有序相,如非常规循环电流、向列相和超导体的可能性。
2015-10-15 cond-mat.str-el
Electric-Field-Induced Resistive Switching in a Family of Mott Insulators : towards Non-Volatile Mott-RRAM Memories
现代硅基微电子的基本构建块,例如非易失性闪存中的双栅极晶体管,是基于通过静电充电来控制电阻。闪存可能很快就会达到其小型化的极限,主要是因为在始终较小的单元尺寸中可靠地保持足够的电子将变得越来越困难。因此,在纳米尺度上控制电阻需要新的概念,并且最终的电阻变化器件被认为利用纯电子相变,例如莫特绝缘体到绝缘体的转变[2]。在这里,我们表明,短电脉冲的应用允许在整个类别的莫特绝缘体化合物AM 4X 8(A = Ga,Ge; M= V,Nb,Ta; X = S,Se)中在初始高电阻绝缘状态(“0”状态)和低电阻“金属”状态(“1”状态)之间来回切换。我们发现,低至2 kV/cm的电场诱导这些化合物中的电子相变从莫特绝缘状态到类金属状态。我们的研究结果表明,这种转变属于一类新的电阻开关,并可能解释最近的理论工作预测,绝缘体到金属的过渡可以通过一个简单的电场在莫特绝缘体。这种新型的阻变存储器具有快速写入/擦除时间(50 ns ~ 10 μs)和室温下电阻比ΔR/R约为25%的潜力。
2013-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-induced insulator-to-metal transition in LaTiO3 within DFT+DMFT
结合密度泛函理论和动力学平均场论(DFT+DMFT)的计算结果表明,莫特绝缘体LaTiO 3在约-2%的压缩外延应变下发生了绝缘体-金属转变.这种转变是由应变引起的变化,在晶体场分裂之间的Ti t2 g轨道,这又是密切相关的集体倾斜和旋转的氧八面体的正交畸变Pbnm钙钛矿结构。因此,对底层晶体结构的准确处理对于正确描述所观察到的金属-绝缘体转变至关重要。我们的理论结果与最近的实验观察是一致的,并表明,金属行为的异质结构,否则绝缘材料也可以出现从真正的界面效应以外的机制。
2014-04-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronics with correlated oxides: SrVO$_3$/SrTiO$_3$ as a Mott transistor
我们采用密度泛函理论加上动力学平均场论和确定的物理起源,为什么两层SrVO $_3$上的SrTiO $_3$基板绝缘:薄膜的几何形状升降机的轨道简并,这反过来触发了Mott-Hubbard转变。两层SrVO $_3$正好处于Mott-Hubbard转变的边缘,因此非常适合于Mott-Hubbard转变的技术应用:异质结构对应变、电场和温度高度敏感。栅极电压还可以将绝缘体变成金属,从而实现具有理想的通-断(金属-绝缘体)开关特性的晶体管。
2013-12-20 cond-mat.str-el
Enhanced charge-transfer character in the monoclinic phase of Mott-insulator LaVO3 thin film
研究了在LaAlO_3(001)(LAO)衬底上生长的LaVO_3(LVO)薄膜在室温和130 K(低于LVO单晶的结构转变温度(141 K)和磁转变温度(143 K))下的电子结构。在130 K时,LVO薄膜的价带谱(VBS)中观察到V3 d-O2 p杂化区附近的光谱强度发生了明显的变化.在130 K的共振光电子能谱研究证实了电荷转移屏蔽的3dnL(L:在O 2 p的空穴)的最终状态的存在下,随着占主导地位的3dn-1的最终状态在1.5 eV的结合能在价带。相反,在室温下,VBS主导的V3 d态只有3dn-1类终态。为了理解这种差异,采用密度泛函理论(DFT)计算。晶体结构从室温正交(O-LVO)对称性到低温单斜(M-LVO)对称性的变化导致费米能级附近的电子结构发生显著变化,包括带隙性质从直接性质转变为间接性质。我们的计算也证实了增强的O 2 p字符的价带边缘的M-LVO是与V 3d杂化。这些结果进一步证实了与结构转变相关的八面体畸变。
2020-07-08 cond-mat.str-el
Mott insulator tuning via structural distortion in monolayer 1T-NbSe2
1 T-TaS_2中的Mott态是量子自旋液体的母体。然而,由于层间耦合的复杂性,其绝缘机制存在争议。在这里,我们研究的莫特状态在单层1 T-NbSe 2,电子类比TaS 2免除层间耦合,使用光谱成像扫描隧道显微镜和第一性原理计算。单层NbSe 2令人惊讶地显示出两种类型的具有不同莫特间隙尺寸的大卫之星(SD)图案,其通过温度变化是可相互转换的。而1 T-NbSe_2双层膜则表现出层间耦合的Mott塌缩。我们的计算揭示了这两种类型的SD具有不同的结构扭曲,改变了有效的库仑能量的中心Nb轨道。我们的计算表明,莫特间隙,用于确定QSL制度相同的参数,是可调的应变。这一发现提供了一个通用的策略,通过结构扭曲,这可能是调整到潜在的QSL制度在1 T-NbSe 2和相关系统中操纵莫特状态。
2021-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mott metal-insulator transition on compressible lattices
有限温度Mott端点的临界性质通过与晶体弹性的耦合而急剧改变,即,无论何时它都可以进行压力调谐。与临界压电铁电体类似,电子系统的伊辛临界性被同构不稳定性抢占,并且长程剪切力抑制微观波动。因此,终点由朗道临界性控制。因此,它的标志是一个故障的胡克定律的弹性与非线性应变应力关系的平均场指数的特点。基于定量估计,我们预测临界弹性占主导地位的温度范围Δ T/Tc ~ 8%,接近kappa-(BEDT-TTF)2X的Mott端点。
2012-07-10 cond-mat.str-el
Layer- and Orbital-Selective Mott Physics Driving Dimensional Crossover in Nickelate Superlattices
Jeonbuk National University(全北国立大学);Sungkyunkwan University(成均馆大学);Yale University(耶鲁大学)
本研究提出镍酸盐异质结构平台,通过层和轨道选择性莫特转变驱动维度交叉,为非常规超导和莫特晶体管设计提供新途径。
2026-09-15 cond-mat.str-el
Realization of giant elastocaloric cooling at cryogenic temperatures in TmVO$_4$ via a strain load/unload technique
本研究利用应变加载/卸载技术在低温下于TmVO$_4$中实现了巨弹热制冷效应,为该材料在低温制冷领域的应用及熵景观理解提供了新见解。
2024-09-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Electric-field-induced metal maintained by current of the Mott insulator Ca2RuO4
近年来,电场(E-field)的应用作为一种新的诱导量子现象的方法受到了广泛的关注,因为电场的应用可以直接调节电子态,具有明显的科学和工业优势。然而,电场诱导的莫特转变是罕见的,并且通常需要高电场和低温。在这里,我们报告说,多频带莫特绝缘体Ca 2 RuO 4显示独特的绝缘体-金属开关在室温下施加干电池级电压诱导。阈值电场Eth ~40 V/cm比Mott能隙弱得多。此外,开关伴随着体结构转变。也许目前最奇特的发现是,感应金属可以通过弱电流保持低温。
2013-08-31 cond-mat.str-el
Strain as a tool to stabilize the isotropic triangular lattice in a geometrically frustrated organic quantum magnet
本文提出利用精细控制的大各向异性应变有效调控Mott绝缘体κ-(ET)2Cu2(CN)3的几何阻挫程度,通过弹热效应实验绘制温度-应变相图,为三角晶格Hubbard模型计算提供基准并凸显晶格工程的潜力。
2025-07-11 cond-mat.str-el
Tailoring the electronic properties of Ca$_2$RuO$_4$ via epitaxial strain
我们报道了在NdCaAlO $_{4}$(110)、LaAlO $_3$(100)和LaSrAlO $_4$(001)衬底上合成的Ca $_2$ RuO $_4$薄膜,并表明外延应变诱导体Ca $_2$ RuO $_4$的Mott绝缘相转变为金属相。磁性测量和自旋极化中子反射仪揭示了金属Ca $_2$ RuO $_4$薄膜的低温、小磁矩铁磁态。
2017-10-04 cond-mat.str-el