Influence of surface restructuring on the activity of SrTiO3 photoelectrodes for photocatalytic hydrogen reduction
人们正在广泛地研究Peroxide光电极，以寻找可以通过分解水产生氢气的光催化材料。这些材料的太阳能转化为氢气的效率主要取决于其表面的电化学状态。在这里，我们开发了一个嵌入式量子力学方法，使用自洽连续溶剂化（SCCS）模型来预测带对齐，电化学稳定性和光催化活性之间的关系，同时考虑到电偏压下的半导体电极的长程极化。使用这个全面的模型，我们计算的电荷-电压响应的溶剂化SrTiO 3表面的各种重建，揭示界面电荷捕获施加主要控制的光电极的电响应和表面稳定性。我们的研究结果提供了一个详细的分子水平上的解释增强的光催化活性的SrTiO 3电压诱导重组的光催化剂-溶液界面。
2019-05-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Scaling like behaviour of resistivity observed in LaNiO_3 thin films grown on SrTiO_3 substrate by pulsed laser deposition
本文讨论了用脉冲激光淀积技术在SrTiO_3衬底上生长的高度取向的LaNiO_3薄膜（厚度为d）的电阻率随温度变化的原因。发现在整个温度区间（20 K <T<300 K），所有实验数据都坍缩成一条普适曲线[T/ T_{sf}（d）]^{3/2}，其中T_{sf}（d）是LaNiO_3/SrTiO_3异质结中自旋涨落引起传导电子共振散射的起始温度。
2015-12-29 cond-mat.mtrl-sci
Theory of PbTiO3, BaTiO3, and SrTiO3 Surfaces
第一性原理的总能量计算进行了立方钙钛矿ATiO 3化合物PbTiO 3，BaTiO 3，SrTiO 3的（001）表面。AO-终止和TiO 2-终止的表面被认为是，并确定完全放松的原子配置。一般来说，BaTiO 3和SrTiO 3被发现具有相当相似的行为，而PbTiO 3在许多方面是不同的，因为Pb-O键的部分共价特性。PbTiO 3和BaTiO 3是铁电体，在四边形铁电畸变平行于表面的情况下，研究了表面对铁电畸变的影响.表面弛豫能被发现是相当大的，即，比体铁电阱深度大许多倍。然而，表面对铁电序参量的影响是适度的，并且对于两种材料是定性和定量不同的。还计算了表面能和电子性质。结果发现，对于BaTiO 3和SrTiO 3表面，AO终止和TiO 2终止的表面都可以是热稳定的，而对于PbTiO 3，只有PbO表面终止是稳定的。
1999-08-25 cond-mat.mtrl-sci
SrTiO$_3$ termination control: A method to tailor the oxygen exchange kinetics
我们提供的见解，在还原性气体环境中退火过程中的钙钛矿模型材料SrTiO 3的表面终止对氧空位掺入的影响。我们提出了一种新的方法来控制定制的氧空位的形成，通过控制终止。我们证明了一个SrO-终止可以抑制整个（100）-表面的氧空位的掺入，并将其应用于控制它们在薄膜生长过程中的掺入。利用LaAlO 3和SrTiO 3之间的导电界面，我们可以通过在界面处的SrO终止水平来定制基于氧空位的电导率贡献。
2019-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Unveiling a two-dimensional electron gas with universal subbands at the surface of SrTiO3
与作为传统电子学基础的硅类似，钛酸锶（SrTiO 3）是新兴氧化物电子学领域的基石。SrTiO 3是在氧化物界面处产生电子物质的奇异二维（2D）相的优选模板，表现出金属-绝缘体转变、超导性或大的负磁阻。然而，这些二维电子气（2DEG）的电子结构的物理性质仍然难以捉摸，尽管它的确定对于理解它们的显着特性至关重要。在这里，我们表明，使用角分辨光电子能谱（ARPES），有一个高度金属通用的2DEG在真空劈裂表面的SrTiO 3，独立的体载流子密度超过七十年，包括未掺杂的绝缘材料。这种二维电子气被限制在约5个晶胞的区域内，其面载流子密度为约0.35个电子/a^2（a是立方晶格参数）。我们揭示了一个显着的电子结构组成的多个子带的重和轻电子。该2DEG与基于SrTiO 3的异质结构和场效应晶体管中报道的那些的相似性表明，在SrTiO 3的表面处的不同形式的电子限制导致基本上相同的2DEG。我们的发现提供了一个模型系统的SrTiO 3基器件的电子结构的研究，和一个新的路线，以产生2DEGs在过渡金属氧化物的表面。
2010-09-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Influence of gas ambient on charge writing at the LaAlO3/SrTiO3 heterointerface
研究了在空气、O2、N2和H2/N2气氛下，LaAlO 3/SrTiO 3（LAO/STO）异质界面的电荷写入对界面功函数和电阻的影响。在空气中，电荷写入使LAO/STO样品的表面功函数和表面电阻显著降低，而在O2中则略有降低。从测量的薄层电阻中提取了界面载流子密度，并与电荷写入机理（如表面吸附物载流子转移和表面氧化还原）得到的界面载流子密度进行了比较。这种定量分析表明，额外的过程（例如，电子态修饰和电化学表面反应）来解释LAO/STO界面上的电荷写入。
2014-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Influence of defects on the critical behaviour at the \boldmath{105} K structural phase transition of SrTiO$_3$: II. The sharp component
用100-120 keV同步辐射高分辨三晶衍射仪研究了五种不同单晶SrTiO $_3$的晶体学参数镶嵌性、晶格参数变化、积分反射率和105 K结构相变以上的临界散射随深度的变化。深度相关的阻抗测量表明，氧空位的存在是不负责的两个长度尺度的现象。结果表明，锐分量只出现在高度完整单晶的近表面区域，并与晶体学量的指数增长相耦合。第二长度尺度在应变场能够通过晶格平面的宏观弯曲而松弛的表面处不存在。在镶嵌性相对较大的晶体中，尖锐成分也受到强烈抑制。在高度完整的样品中的长程应变场和表面附近的组合似乎是观察尖锐分量的必要条件。如果临界散射的强度被假定为正比于洛伦兹磁化率的平方，而不是像通常的惯例那样正比于洛伦兹磁化率的平方，那么第二长度尺度的临界指数与标度律是令人满意的一致。宽分量的临界指数与尖分量的出现无关。
2000-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Influence of dislocation density on the tribological response in oxides: case study on SrTiO3
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；ASMEC GmbH（ASMEC有限公司）；University of Tennessee（田纳西大学）；Karlsruhe Nano Micro Facility (KNMFi)（卡尔斯鲁厄纳米微设施）
本研究以SrTiO3为对象，探究了预制位错密度对氧化物微划痕响应的影响，发现位错可抑制弹性变形、改变裂纹形态，为位错调控近表面损伤容限提供了直接证据。
2026-09-07 cond-mat.mtrl-sci
The local environment and oxidation state of the Fe impurity in strontium titanate are studied using XAFS spectroscopy. The influence of annealing temperature and deviation from stoichiometry on the possibility of incorporation of the impurity into the $A$ and $B$ sites of the perovskite structure is studied. The results obtained from the X-ray diffraction, XANES spectra, and EXAFS spectra suggest that at high annealing temperature the iron atoms, at least partially (up to 30%), enter the $A$ sites in SrTiO$_3$. The obtained results agree with results of first-principles calculations, accordin…
2023-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Artical Functionalization of structural and electronic properties of multiferroic SrTiO3 thin films
本研究评估了Ni、Y和Fe等过渡金属掺杂对多铁SrTiO3薄膜结构与电子性质的影响，采用磁控脉冲沉积及XRD、SEM、XPS等技术进行表征，旨在改善其价带间隙并推动光催化等光伏技术应用。
2024-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Stoichiometry-driven switching between surface reconstructions on SrTiO$_3$(001)
在原子尺度上控制表面结构是大多数过渡金属氧化物的主要困难;这对于三元钙钛矿尤其如此。利用扫描隧道显微镜、低能电子衍射、低能He $^+$离子散射（LEIS）和X射线光电子能谱学（XPS）研究了表面化学计量比对SrTiO $_3$（001）表面原子结构的影响。气相沉积0.8单层（ML）锶和0.3 ML钛，随后在4 $\times$ 10 $^{-6}$ mbar 0 $_2$中退火至850 °C，分别在c（4 $\times$ 2）和（2 $\times$ 2）重建之间可逆地切换表面。LEIS和XPS的组合显示出限制在顶层的不同化学计量。这些重建的几何模型需要考虑这些不同的表面成分。
2018-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Orientational tuning of the Fermi sea of confined electrons at the SrTiO3 (110) and (111) surfaces
我们报道了SrTiO_3的（110）和（111）表面存在受限电子态。利用角分辨光电子能谱，我们发现相应的费米面，子带质量，和轨道排序是不同的（001）表面的SrTiO 3。这是因为表面和次表面平面的晶体学对称性以及沿着限制方向的电子有效质量影响电子结构的对称性和t2 g流形的轨道有序性。值得注意的是，我们的数据分析还显示，载流子浓度和厚度是相似的所有三个表面取向，尽管它们的极性不同。SrTiO 3表面二维电子态微观性质的取向调整与最近报道的LaAlO 3/SrTiO 3（110）和（111）界面的宏观（如输运）性质的调整相呼应，并有望在相关电子氧化物中寻找新类型的二维电子态。
2014-05-27 cond-mat.mtrl-sci
X-ray study of structural domains in the near-surface region of SrTiO3-substrates with Y0.6Pr0.4Ba2Cu3O7$ / La2/3Ca1/3MnO3 superlattices grown on top
用同步辐射X射线衍射和反射计研究了在SrTiO_3（001）单晶衬底上生长Y_（0.6）Pr_（0.4）Ba_2Cu_3 O_7/La_（2/3）Ca_（1/3）MnO_3超晶格的近表面区域结构畴的形成。我们发现，在SrTiO_3的体相区，在T_STO = 104 K时发生的反铁畸变的ε-到-tetra-TiO_3转变，以及在表面区至少120 K的相当高的温度下发生的反铁畸变的ε-到-tetra-TiO_3转变，对畴的形成只有微弱的影响。最强烈的变化，而不是发生在附近的四方到斜方晶系的转变在SrTiO 3约65 K，其中显着的表面刻面发展，达到深（至少几个微米）到SrTiO 3基板。这些微米大小的刻面是各向异性的，并且沿着较短的方向相对于彼此倾斜高达0.5度。最后，我们发现，低于30 K的第三个结构转变引起的c轴参数的传播的显着变化。总的来说，我们的数据提供了证据SrTiO 3表面和生长在顶部的多层之间的结构特性的强相互作用。
2008-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the vicinal substrate miscut on the anisotropic two-dimensional electronic transport in Al2O3-SrTiO3 heterostructures
二维电子系统（2DES）的电阻形成在界面的SrTiO 3（STO）基异质结构显示各向异性输运相对于在低温下的电流方向。我们已经调查了在STO衬底的表面的梯田的影响，从该2DES的制备。由于表面制备的公差，这种台阶总是存在于市售的STO基底中，这导致相对于表面法线的γ ~ 0.1°量级的小的误切角。通过控制基底错切的增加，我们可以系统地减小阶地的宽度，从而增加基底表面台阶的密度。的电阻的面内各向异性进行了研究，作为一个函数的错切角γ，发现主要涉及到从基板表面步骤所产生的界面散射。然而，γ的影响显着降低的STO衬底材料中的阶梯聚束和晶格位错的发生。磁阻（MR）也取决于电流取向，反映了载流子迁移率的各向异性。对于γ>= 2°，MR显著增强，并显示出线性场依赖性的趋势，这对于非均匀导体是典型的。从在小磁场下观察到的弱反定域，我们推断出非弹性散射和自旋轨道耦合的信息。虽然在2D弱局域化的Rashba型自旋轨道耦合相关的字段规模没有显示出与伽马的显着相关性，明显的变化的规模与非弹性散射。
2020-08-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Direct imaging of electron transfer and its influence on superconducting pairing at FeSe/SrTiO3 interface
SrTiO_3（STO）衬底上的单层铁硒化物（FeSe）超导转变温度（Tc）比体FeSe超导转变温度（Tc）提高十倍的确切机制是一个悬而未决的问题。我们在这里提出了一个协调的研究电输运和低温电子能量损失谱（EELS）测量FeSe/STO膜的各种厚度。我们的EELS映射整个FeSe/STO界面显示了直接的证据，从STO到FeSe层的电子转移所造成的带弯曲。转移的电子被发现只积累在前两个原子层的FeSe薄膜附近的STO基板。我们的输运结果发现，从STO施加的正背栅在提高薄膜的Tc方面特别有效，同时最小限度地改变载流子密度。我们认为，正背栅倾向于“拉”在FeSe薄膜中的转移电子更接近界面，从而进一步增强它们的耦合到界面声子和FeSe薄膜内的电子-电子相互作用，从而导致在FeSe薄膜中的Tc的巨大增强。
2017-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Mixed Dimensionality of Confined Conducting Electrons in the Surface Region of SrTiO$_{3}$
利用角分辨光电子能谱，我们发现最近发现的SrTiO $_{3}$表面态由具有不同维数特征的非简并$t_{2g}$态组成。虽然$d_{xy}$带具有准2D色散，具有弱的$k_{z}$依赖性，但提升的$d_{xz}$ / $d_{yz}$带显示出与本体预期显著不同的3D色散，并表明与这些轨道相关的电子渗透到近表面区域。与它们的更二维的对应物一样，对于不同的样品制备，$d_{xz}$ / $d_{yz}$费米表面组分的大小和特征基本上是相同的。在真空中辐照SrTiO $_{3}$是迄今为止观察到的一种诱导“通用”表面金属态的方法。我们发现，在这个过程中，在氧的价带光谱的重量，符合出现的表面导电性的变化是不成比例的O $1s$核心水平的光谱的总强度的任何变化。这意味着金属表面的形成超出了简单的化学掺杂方案，并且与表面区域中的近$E_{F}$电子的初始状态和/或空间分布的深刻变化一起发生。
2014-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Stability and electronic structure of the $(1\times 1)$ SrTiO$_3$(110) polar surfaces by first principles calculations
采用第一性原理计算对SrTiO $_3$表面（110）极性取向的几种$(1\times 1)$终端的电子结构和原子结构进行了系统的研究。的两个化学计量SrTiO-和O $_2$ -终端的电子结构的特征在于相对于散装的显着差异，作为极性补偿的结果。在前者中，费米能级位于导带的底部，而在后者中，两个表面氧之间的过氧键的形成导致小带隙绝缘表面，其状态在体投影带结构的带隙中。我们还考虑了三个非化学计量终端与TiO，Sr和O的组合物，分别在最外层的原子层，这自动允许表面从任何宏观极化自由。它们都是绝缘的。计算并比较了五种终端的解理能和表面能，同时考虑到化学环境的影响，作为O和Sr相对丰度的函数。从我们的计算中可以看出，某些（110）面甚至可以与（100）解理表面的TiO $_2$和SrO终端竞争：特别地，（110）-TiO终端在贫Sr条件下是稳定的，（110）-Sr终端在同时富O和Sr的环境中是稳定的。现有的实验数据进行了比较，我们的计算结果和讨论。
2003-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Infrared ellipsometry study of the photo-generated charge carriers at the (001) and (110) surfaces of SrTiO$_3$ crystals and the interface of corresponding LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ heterostructures
利用红外椭偏仪和直流电阻测量研究了SrTiO $_3$（STO）单晶的（001）和（110）面以及LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$（LAO/STO）异质结构的相应界面的光掺杂。在裸STO晶体中，我们发现光生载流子在（001）表面附近积累，具有与先前在LAO/STO（001）异质结构中观察到的受限电子相似的深度分布和面载流子浓度。这些光生载流子的大部分在低温下在STO（001）表面处持续存在，即使在UV光再次关闭之后。这些持久的载流子似乎起源于在T* = 105 K时在所谓的反铁畸变转变以下发展的结构域边界处捕获的氧空位。这从STO（110）晶体中DC输运的相应光掺杂研究中是最明显的，对于STO（110）晶体，这些畴界的浓度可以通过施加弱单轴应力来修改。氧空位及其被缺陷捕获也是被限制在LAO/STO（110）异质结构的界面的电子的来源，该界面可能不具有如LAO/STO（001）中的极性不连续性。在前者中，氧空位的捕获和聚集也对载流子迁移率的各向异性具有强烈的影响。我们表明，这种各向异性可以很容易地改变，甚至通过各种手段，如温和的热处理，紫外线照射，甚至弱的单轴应力反转。我们的实验表明，扩展的缺陷，发展在很长的时间内（数周至数月），可以强烈地影响在LAO/STO（110）界面的限制载流子的响应。
2017-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Localization of Two-dimensional Electron Gas in LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures
本文报道了用脉冲激光沉积技术在（LaAlO 3）0.3-（Sr 2AlTaO 3）0.7衬底上生长的LaAlO 3/SrTiO 3外延薄膜异质结中的强二维电子气局域化。使用纵向和横向的磁输运测量，我们已经确定，在界面处的无序影响的传导行为，并增加载流子浓度的增长在较低的氧分压的变化，从强本地化的传导在低载流子浓度的金属在较高的载流子浓度，弱本地化的迹象。我们解释这种行为的界面附近的Ti 3D带的不断变化的占领方面，每个具有不同的空间范围和易感性本地化的障碍，以及由于失配应变和点缺陷的载流子限制的差异。
2011-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Atomic-Scale Investigation of an Asymmetric SrTiO$_{3}$ Grain Boundary
本文结合 STEM、APT 与 DFT$+U$，在原子尺度解析 SrTiO$_3$ 非对称晶界的 Sr 贫化、Ti 再分布及其能量机制。
2025-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Analysis of electronic and structural properties of surfaces and interfaces based on LaAlO3 and SrTiO3
最近，已经确定在两个氧化物绝缘体LaAlO 3和SrTiO 3之间的界面处可以产生二维电子系统。这个典型的例子展示了非磁性和绝缘氧化物之间的金属行为和磁性。尽管进行了大量的理论和实验工作，但尚未实现彻底的理解。用密度泛函理论分析了LaAlO_3（001）平板表面氢原子和氧空位引起的结构形变。此外，我们研究了表面重构对态密度的影响，并确定了费米能级的局部态密度的变化，从裸LaAlO 3和导电LaAlO 3/SrTiO 3界面的表面距离的增加。此外，还对Al原子的位移和TiO_6八面体的畸变进行了估算。
2016-01-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The novel electronic properties emerging at interfaces between transition metal oxides, and in particular the discovery of conductivity in heterostructures composed of LaAlO$_3$ (LAO) and SrTiO$_3$ (STO) band insulators, have generated new challenges and opportunities in condensed matter physics. Although the interface conductivity is stabilized when LAO matches or exceeds a critical thickness of 4 unit cells (u.c.), other phenomena such as a universal metallic state found on the bare surface of STO single crystals and persistent photon-triggered conductivity in otherwise insulating STO-based …
2022-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Electron phonon coupling versus photoelectron energy loss at the origin of replica bands in photoemission of FeSe on SrTiO$_3$
最近，利用角分辨光电子能谱（ARPES）对单层FeSe/SrTiO $_3$中的复制带的观测引发了关于FeSe电子与衬底声子耦合对超导转变温度的潜在影响的激烈讨论。在这里，我们提供了强有力的证据表明，在单层FeSe/SrTiO $_3$系统和其他几种情况下观察到的复制带主要是由于逃逸的光电子的能量损失过程，导致从众所周知的外部传播电子的强烈耦合到Fuchs-Kliewer（F-K）的表面声子在离子材料一般。利用半经典介电理论计算了单层FeSe/SrTiO $_3$上的光电子能量损失谱。我们的结果表明，所观察到的复制带主要是由于非本征光电子能量损失，而不是由于电子声子相互作用的Fe d电子与衬底声子。在这些单层的超导转变温度的强烈增强仍然是一个悬而未决的问题。
2018-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Long-Range Nanoelectromechanical Coupling at the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ Interface
通过准一维弹道电子波导探针揭示 LaAlO₃/SrTiO₃ 界面栅控偏离纯静电标度律，并将其归因于由 SrTiO₃ 铁弹畴介导的长程纳米机电耦合。
2024-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Ferromagnetic exchange, spin-orbit coupling and spiral magnetism at the LaAlO_3/SrTiO_3 interface
绝缘氧化物之间极性界面的电子性质是一个当前非常感兴趣的课题。一个令人兴奋的新进展是在两种非磁性材料LaAlO_3（LAO）和SrTiO_3（STO）的界面处观察到强磁性。在这里，我们提出了一个微观理论的形成和相互作用的本地时刻，这取决于LAO/STO接口的基本特征。我们表明，相关诱导矩是由于轨道简并度的界面分裂而产生的。我们发现，栅极可调Rashba自旋轨道耦合在界面上的传导电子介导的交换相互作用的影响。我们预测，零场基态是一个长波长的螺旋，并表明其在外场的演变帐户半定量的扭矩磁强计数据。我们的理论描述了扫描SQUID测量的定性方面，并为未来的实验提出了几个可检验的预测。
2013-03-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Influence of substrate on structural and transport properties of LaNiO3 thin films prepared by pulsed laser deposition
报道了用脉冲激光沉积技术制备的LaNiO_3薄膜的结构和输运性质。为了了解薄膜厚度、晶格失配和晶粒尺寸对输运性质的影响，使用各种取向衬底进行沉积，包括单晶SrLaAlO4（001）、SrTiO3（100）和LaAlO3（100）。为了获得高质量的LaNiO 3薄膜，对激光能量密度、衬底温度、氧气压力和沉积时间等工艺参数进行了优化。最好的质量膜被认为是具有良好的结晶性能的织构化样品。
2017-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Interface control of electronic transport across the magnetic phase transition in SrRuO_3/SrTiO_3 heterointerface
复合氧化物的新兴材料类别，其中物理性质的操纵导致在其异质界面的新功能，预计将在自旋电子学中开辟新的前沿。例如，SrRuO_3是一种有前途的材料，其中外部刺激如应变、温度和结构畸变控制电子和磁状态的稳定性，跨越其磁相变，可用于自旋电子学。尽管如此，目前还没有太多研究来了解SrRuO_3中的这种相关性。本文利用纳米输运探针和第一性原理计算研究了SrRuO_3和Nb：SrTiO_3铁磁相变界面上电子-晶格关联对电子输运的影响。我们发现，在界面处的几何重建，从而在电子结构的修改占主导地位的传输通过其铁磁过渡，最终翻转的电荷传输长度尺度SrRuO_3。这种方法可以很容易地扩展到其他设备，其中竞争的基态可以导致不同的功能特性跨越其异质界面。
2015-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electron-vacancy scattering in SrNbO$_3$ and SrTiO$_3$: A DFT-NEGF study
本研究通过DFT-NEGF方法计算SrNbO$_3$和SrTiO$_3$中空位散射截面，发现散射强度强烈依赖电子掺杂浓度和空位位置，为理解钙钛矿氧化物输运性质提供关键见解。
2024-01-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Electronic structure and signature of Tomonaga-Luttinger liquid state in epitaxial CoSb$_{1-x}$ nanoribbons
最近，单层CoSb/SrTiO $_3$被提出作为具有界面超导性的候选物，类似于单层FeSe/SrTiO $_3$。实验上，虽然CoSb基化合物表现为纳米线和薄膜已经实现了SrTiO $_3$衬底，作为一个丰富的游乐场，他们的电子结构仍然是未知的，尚未解决。本文采用分子束外延技术在SrTiO $_3$（001）衬底上制备了具有准一维条纹的CoSb $_{1-x}$纳米带，并利用原位角分辨光电子能谱对其电子结构进行了研究。观察到没有横向色散的直费米表面。CoSb $_{1-x}$ /SrTiO $_3$是轻微的空穴掺杂，其中界面电荷转移与单层FeSe/SrTiO $_3$相反。费米能级附近的光谱权重表现出幂律抑制，并服从普适的温度标度，是Tomonaga-Luttinger液体（TLL）态的特征。获得的TLL参数$\sim$ 0.21显示了潜在的强相关性。我们的研究结果不仅表明CoSb $_{1-x}$纳米晶体作为一个代表性的TLL系统，但也提供了线索，为进一步研究的CoSb相关的接口。
2021-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interfacial reconstruction effects in insulating double perovskite Nd$_2$NiMnO$_6$/SrTiO$_3$ and Nd$_2$NiMnO$_6$/NdGaO$_3$ thin films
本研究探讨了Nd$_2$NiMnO$_6$超薄膜在不同衬底上的界面结构重构及其对Mn轨道对称性和磁性的影响，为理解超薄几何结构中磁性的演化提供了框架。
2025-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mid infrared near-field fingerprint spectroscopy of the 2D electron gas in LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ at low temperatures
本研究预测并验证了LaAlO$_3$/SrTiO$_3$二维电子气在中红外低温s-SNOM下的指纹响应，实现了载流子浓度与迁移率的分离，为纳米尺度不均匀性表征提供了新工具。
2023-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room temperature tunneling magnetoresistance in magnetite based junctions: Influence of tunneling barrier
本文研究了不同势垒材料（SrTiO_3、NdGa_3、MgO、SiO_2和Al_2 O（3-x））下的Fe_3 O_4基隧道结。与镍反电极和氧化铝屏障的结显示可重复的隧道磁阻（TMR）效应在室温下高达5%，几乎理想的开关行为。这个数字只是部分反映了固有的高自旋极化的Fe 3 O 4。由于结内有一个附加的串联电阻，它大大降低了。只有SiO2和Al 2 O（3-x）势垒提供了急剧开关所需的磁去耦电极。所观察到的TMR效应作为增加温度的函数的减少是由于自旋极化的减少和势垒中自旋散射的增加。在氧化物半金属中，磁铁矿具有提高TMR基器件性能的潜力。
2004-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Unidirectional charge orders induced by oxygen vacancies on SrTiO$_3$(001)
本研究利用低温扫描隧道显微镜/谱技术，揭示了SrTiO$_3$(001)表面氧空位在破缺旋转对称性下诱导的单向电荷序，为理解钙钛矿氧化物异质结构的复杂电子行为提供了重要见解。
2024-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetic contacts on freestanding superconducting LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ micromembranes
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理学研究所）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）
本研究制备了铁磁镍接触的超导LAO-STO微米膜器件，证实铁磁接触下超导性保留，镍接触磁历史可调控2DEG的有效磁场，为超导自旋电子器件提供了新平台。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Influence of the ferroelectric polarization on the electronic structure of BaTiO3 thin films
利用压电显微镜（PFM）在掺Nb的SrTiO 3（STO）衬底上制备了20 nm厚的BaTiO 3（001）（BTO）外延薄膜。用全能量过滤光电发射显微镜（PEEM）和同步辐射研究了畴相关电子结构。位移，铁电极化引起的，高达300毫电子伏的样品中观察到的功函数。表面为Ba-O封端。在BTO的价带和Ba 3d、Ti 2 p和O 1 s芯能级上观察到极化诱导的电子结构畸变。观察到极化相关的表面吸附。一个简单的静电模型的基础上净表面电荷是不足以解释所观察到的电子水平的修改。
2018-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Origin of interfacial conductivity at complex oxide heterointerfaces: possibility of electron transfer from water chemistry at surface oxygen vacancies
在SrTiO 3衬底和明显不同的氧化物材料的薄覆盖层之间已经形成了各种导电异质界面，这些氧化物材料可以分为极性带绝缘体（例如LaAl O 3）、极性莫特绝缘体（例如LaTiO 3）、明显非极性带绝缘体（例如γ-Al 2 O 3）和非晶氧化物（例如非晶SrTiO 3）。要问的一个基本问题是，是否有一个共同的机制，管理在所有这些异质界面的界面导电性。在这里，我们研究了不同种类的异质界面的导电性，通过在氧气中退火和表面处理与水。结果发现，所有的异质界面的导电性表现出强烈的依赖于退火，并可以普遍调谐的表面处理，其效果是由退火条件。这些观察，连同环境压力的X射线光电子能谱学测量，表明在表面氧空位的水化学是一种常见的机制，提供电子的接口。
2018-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Surface enhanced covalency and Madelung potentials in Nb doped SrTiO$_3$ (100), (110) and (111) single crystals
利用角分辨光电子能谱研究了Nb掺杂SrTiO3不同晶面表面增强共价性对Madelung势的影响，定量确定了表面电子占据数并发现Madelung势偏移随表面取向变化。
2023-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of polar discontinuity on the growth of LaNiO3/LaAlO3 superlattices
我们对[LaNiO_3（1 μ c）/ LaAlO3（1 u.c.）]在（001）SrTiO 3和LaAlO 3上生长N超晶格，以探索极性失配对所得电子和结构性质的影响。我们的数据表明，在非极性SrTiO 3表面上的初始生长导致粗糙的形貌和不寻常的2+价的Ni在第一层LaNiO 3，这是没有观察到的LaAlO 3的极性表面上生长后。一个新设计的模型表明，如果钙钛矿层以过量的LaO生长，则可以解决极性失配，这也解释了观察到的电子，化学和结构效应。
2010-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Heteroepitaxial growth of anatase (0 0 1) films on SrTiO3 (0 0 1) by PLD and MBE
本研究采用PLD和MBE法在STO衬底上生长锐钛矿(001)薄膜，揭示了温度等参数对应变、表面形貌的调控规律，两步生长工艺可实现薄膜性能调控，有望替代同类单晶应用于模型系统和严苛环境。
2023-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Non-universal current flow near the metal-insulator transition in an oxide interface
在接近相变的系统中，宏观性质通常遵循代数标度定律，由系统的维数和基本对称性决定。这种普遍尺度的出现意味着微观细节是无关紧要的。在这里，我们局部研究了LaAlO 3/SrTiO 3界面处金属-绝缘体转变的标度特性。我们发现，通过改变电子系统的维数和对称性，结构和电子性质之间的耦合阻止了过渡附近的普遍行为。通过对系统中的电流进行成像，我们发现结构域边界修改了过渡点附近的对流，从而防止了具有预期通用维数的分形的形成。我们的研究结果提供了一个通用的平台，工程师在纳米尺度上的电子转换。
2021-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Testing the influence of the temperature, RH and filler type and content on the Universal Power Law for new reduced graphene oxide TPU composites
采用改进的Hummers法制备了6种不同还原程度的氧化石墨烯（rGO），并采用热化学还原法对其进行了还原。在保持横向尺寸恒定的情况下，有意地制备rGO材料以获得不同的BET和厚度以及氧含量，以比较其在热塑性聚氨酯（TPU）基质上的性能。研究了rGO的加入对TPU的微观结构、硬度和电性能的影响。研究了电导率的温度和湿度依赖性，并测定了对湿度变化的灵敏度和响应时间。测定了填料含量、温度和湿度对交流电导率随频率变化的Jonschers普适幂律的影响及其拟合参数A和n。已经观察到异常行为（根据UPL）和log A与n之间的线性相关性，其独立于填料含量、湿度和温度，然而存在用于制备复合材料的rGO的影响。为了研究传输机制，将实验结果调整到方程，并且像其他碳纳米复合材料一样进行最大调整，但是没有明确的行为。
2018-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Independence of surface morphology and reconstruction during the thermal preparation of perovskite oxide surfaces
使用CO $_2$激光器从背面直接加热晶体，可以原位热制备SrTiO $_3$衬底用于外延，而不需要非原位蚀刻和退火。我们发现，在900-1100 °C下形成具有直台阶的大平台与外延的理想表面重构的形成无关，这需要超过1200 °C的温度才能完成。该方法可以是通用的，至少对于钙钛矿氧化物表面是通用的，因为它在不同温度下也适用于LaAlO $_3$和NdGaO $_3$，这两种其它广泛使用的氧化物衬底材料。
2018-02-23 cond-mat.mtrl-sci
When electrons meet ferroelastic domain walls in Strontium Titanate
Indian Institute of Science（印度科学学院）；Rice University（莱斯大学）
研究氧化锶中电子与铁弹性域墙的相互作用，揭示极序、量子涨落与应变场的复杂关系，为电子输运提供新范式。
2026-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
