Octahedral coupling in (111)- and (001)-oriented La$_{2/3}$Sr$_{1/3}$MnO$_3$/SrTiO$_3$ heterostructures
钙钛矿中氧八面体的旋转和扭曲在决定其功能特性方面起着关键作用。在这里，我们研究如何八面体旋转可以耦合从一种材料到另一种La $_{2/3}$ Sr $_{1/3}$ MnO $_3$ /SrTiO $_3$外延异质结构的第一性原理密度泛函理论（DFT）计算，强调系统之间的重要区别取向垂直于（111）-和（001）-方面。我们发现，耦合长度的异相八面体旋转是独立的结晶面，指向一个空间效应。然而，在（111）-和（001）-取向之间，穿过界面的详细八面体结构显著不同。对于（001）取向的界面，SrTiO $_3$中的旋转轴与界面平面平行还是垂直有明显区别，而对于（111）取向的界面，SrTiO $_3$中的不同旋转轴是对称等价的。最后，我们表明，八面体耦合整个接口可以用来控制自旋密度的空间分布。
2018-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Chemistry and structure of homoepitaxial SrTiO$_3$ films and their influence on oxide-heterostructure interfaces
为了了解当在LaAlO $_{3}$膜和SrTiO $_{3}$衬底之间插入超过临界厚度的标称同质外延SrTiO $_{3}$时界面导电性的损失，比较了单晶SrTiO $_{3}$衬底和通过脉冲激光沉积生长的同质外延SrTiO $_{3}$膜的性质。特别是，同质外延SrTiO $_{3}$的化学组成和结构的低能量离子散射和表面X-射线衍射研究表明，绝缘异质界面，Sr过量之间存在的LaAlO $_{3}$和同质外延SrTiO $_{3}$。此外，在LaAlO $_{3}$中观察到的面外晶格常数的增加，表明具有和不具有SrTiO $_{3}$薄膜的插入的导电性源自与极性突变相关的齐纳击穿。当在LaAlO $_3$和SrTiO $_3$之间插入大于临界厚度的同质外延SrTiO $_{3}$时，通过电子重构转移的电子通过形成富Sr第二相和Sr空位而被捕获。Sr向同质外延STO的表面的迁移和伴随的界面导电性的损失可以通过减少PLD靶中的Sr含量来延迟。
2013-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Interface relaxation and electrostatic charge depletion in the oxide heterostructure LaAlO3/SrTiO3
执行密度泛函理论内的分析，我们开发洞察氧化物异质结构LaAlO 3/SrTiO 3的结构和电子性质。静电表面效应从内部晶格畸变分解，以澄清它们的相互作用。我们首先研究了无表面多层膜系统的界面弛豫，并分别研究了衬底-薄膜系统的表面效应。虽然在界面处的TiO 6八面体的伸长增强了金属性，但由于电荷耗尽的增加，膜厚度的减小具有相反的效果。然而，这两种效应的相互作用，反映了在基板膜系统的全晶格弛豫，强烈依赖于膜的厚度。薄膜厚度小于4层LaAlO 3时，TiO 6畸变图案的反转导致绝缘状态。
2009-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced topological phase transition at (111) SrTiO$_3$-based heterostructures
在（111）SrTiO $_3$基异质结界面处的准二维电子气由多带紧束缚模型描述，该模型提供的低能电子带与光电子发射实验相一致.我们分析了自旋轨道耦合和三角晶场效应的作用。我们指出，存在一个政权与相当大的应变，能带结构表现出狄拉克锥的功能是一致的\textit{ab-initio}的方法。自旋-轨道耦合和三角应变的综合效应在布里渊区产生了非平凡的自旋和轨道角动量模式，并通过在狄拉克锥处打开一个能隙而产生量子自旋霍尔效应。该系统可以从导电切换到拓扑绝缘状态\textit{via}修改三角形应变的参数范围内，估计是实验上可实现的。
2021-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Non-volatile gated variable resistor based on doped La_{2}CuO_{4} and SrTiO_{3} heterostructures
通过沉积掺杂的La_{2}、CuO_{4}和SrTiO_{3}层的外延异质结构来制造门控可变电阻器。它们的电导随写入电流I和写入时间t的变化遵循一个简单的经验定律，即ΔG/G = CI^A t^B。这种行为是在协议的离子运输，加速电场强度呈指数。
2012-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of interface magnetism in BiMnO3/SrTiO3 and LaAlO3/SrTiO3 heterostructures
在非磁性材料中可能诱发的铁磁性一直是复杂氧化物异质结构的研究热点。在这里，我们表明，一个受限的磁性实现在SrTiO 3和两个绝缘的极性氧化物，BiMnO 3和LaAlO 3之间的界面。通过使用偏振相关的X射线吸收光谱，我们发现，在这两种情况下的磁秩序是由转移到界面和本地磁矩的电子之间的负交换相互作用稳定。这些局部磁矩与LaAlO 3/SrTiO 3界面处的Ti 3+离子和BiMnO 3/SrTiO 3覆盖层中的Mn 3+离子有关。在LaAlO 3/SrTiO 3的诱导磁矩淬火退火在氧气中，表明在界面磁性的稳定的决定性作用的氧空位。
2013-07-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of strontium segregation in LaAlO$_{3}$/SrTiO$_{3}$ and NdGaO$_{3}$/SrTiO$_{3}$ oxide heterostructures by X-ray photoemission spectroscopy
用脉冲激光沉积法在TiOPDMATHABMN封端的SrTiOPDMATHABMM单晶上生长了不同厚度的LaAlOPDMATHABMM和NdGaOPDMATHABMM薄膜，并用软X射线光电子能谱对其进行了研究。通过改变光子能量$hν$和发射角$Θ$来调整测量的表面灵敏度。与其他元素的芯能级相反，Sr $3d$线显示出对于更高表面灵敏度的意外分裂，表明存在第二种锶组分。从我们的定量分析，我们得出结论，在生长过程中，锶原子扩散远离衬底和偏析在异质结构的表面，可能形成氧化锶。
2014-01-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electro-Mechanical Response of Top-Gated LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures
LaAlO 3/SrTiO 3异质结构在耗尽区具有明显的滞后金属-绝缘体转变（MIT），并具有较大的电容增强。为了了解这种行为的物理起源，顶栅LaAlO 3/SrTiO 3异质结的机电响应探测使用两个同时测量技术：压电力显微镜（PFM）和电容光谱。PFM测量揭示了滞后响应的局部变化，这与电容测量直接相关。MIT的增强电容与纳米级导电岛的充电/放电动力学有关，这是通过PFM成像和时间分辨电容和压电响应测量揭示的。
2013-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the emergence of conductivity at SrTiO3-based oxide interfaces -- an in-situ study
异质结构和晶体界面在最先进的半导体器件中起着重要作用，并且在氧化物电子学领域中起着核心作用。在氧化物中，界面的微观性质与所产生的异质结构的本体性质之间的联系挑战了我们的基本理解。对界面的早期生长阶段及其对物理性质的影响的见解是稀缺的-通常从生长后表征推断的信息。在这里，我们报告实时测量的传输特性的SrTiO 3基异质结构，而晶体异质结构的形成。令人惊讶的是，我们检测到一个导电界面已经在初始生长阶段，远远早于既定的临界厚度限制观察样品生长后的导电性非原位。我们调查的导电性如何取决于脉冲激光沉积过程中发生的各种物理过程，包括光照，粒子轰击等离子体羽流，与大气和氧迁移的相互作用从SrTiO 3的薄膜的不同组合物。使用这种方法，我们提出了一种新的设计工具，以控制在其形成过程中的实时接口的电性能。
2019-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Electric-field Induced Reversible Switching of the Magnetic Easy-axis in Co/BiFeO3/SrRuO3/SrTiO3 Heterostructures
由多铁性实现的磁性的电场（E场）控制具有彻底改变受高能量耗散困扰的当前存储器装置的前景的潜力。到目前为止，这种电场控制的多铁性方案在室温下仅使用在DyScO 3（参考文献1和2）上生长的BiFeO 3（BFO）膜来证明，DyScO 3是一种独特且昂贵的衬底，其在BFO中产生特定的铁电畴图案。在这里，我们展示了可逆的电场诱导开关的Co层的磁性状态的Co/BFO（001）薄膜异质结构上的SrTiO 3衬底上制造。Co层的矫顽力和剩磁的角度依赖性表明，由于在BFO上交替施加正、负电压脉冲，其易磁化轴在SrTiO 3的（100）和（110）晶向之间可逆地来回切换45°。Co层的介电常数随电压的变化在两种状态之间表现出滞后行为。为了解释这一现象，我们还首次利用中子衍射测量了BFO薄膜中反铁磁G型畴的精确倾斜角。这些结果提出了一种途径，以实现低功耗和非易失性磁电子器件的硅晶片上集成BFO为基础的设备。
2016-11-22 cond-mat.mtrl-sci
La interstitial defect-induced insulator-metal transition in oxide heterostructures LaAlO3/SrTiO3
过氧化氢氧化物界面因其基础物理和全氧化物电子学应用前景而引起了人们极大的研究兴趣。基于第一性原理计算，我们提出了LaAlO 3/SrTiO 3（110）中表面La间隙促进界面绝缘体-金属转变的新理论.与表面氧空位对LaAlO 3/SrTiO 3（001）界面的绝缘体-金属转变起决定性作用相比，我们发现表面La空位在实验上更接近实际，更易于操作，并且在大气环境中更稳定。有趣的是，这些表面La晶体在导电的LaAlO 3/SrTiO 3（110）界面上也诱导出具有Ti dyz/dxz特征的自旋分裂态。另一方面，对于绝缘的LaAlO 3/SrTiO 3（110）（<4个晶胞LaAlO 3厚度），在LaAlO 3侧发现La（Al）和O原子之间的畸变，部分地补偿了偏振发散。我们的研究结果揭示了LaAlO 3/SrTiO 3（110）异质结构中金属-绝缘体转变的起源，也揭示了LaAlO 3/SrTiO 3（110）异质结构在电子和磁性应用中的新的可能性。
2017-10-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of Buffer Termination on Intermixing and Conductivity in LaTiO$_3$/SrTiO$_3$ Heterostructures Integrated on Si(100)
本研究针对Si衬底上LaTiO$_3$/SrTiO$_3$异质结构的界面调控问题，发现STO缓冲层的表面终止类型会影响界面阳离子交换程度，SrO终止结构因La/Sr互混形成金属相而导电性更强，该交换还可缓解晶格失配带来的应变。
2021-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Physics of SrTiO$_3$-based heterostructures and nanostructures: a review
本文综述了SrTiO $_3$基异质结构和纳米结构中丰富的物理特性。目标受众是在氧化物领域工作的研究人员，但也包括那些具有不同背景的人（例如，半导体纳米结构）。在回顾了SrTiO $_3$本身的相关特性之后，我们将讨论基于SrTiO $_3$的异质结构的基础知识，它们如何生长，以及通常如何制造器件。接下来，我们将介绍这些异质结构的物理学，包括它们的相图和各种自由度之间的耦合。最后，我们将回顾量子输运现象的丰富景观，以及引发它们的设备。
2017-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magneto-transport study of top- and back-gated LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ heterostructures
我们报道了顶栅和背栅LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$异质结构的磁输运性质的详细分析。通过扫描顶栅和背栅电压实现了在界面处存在的二维电子液体的磁阻、载流子密度和迁移率的有效调制。分析这些变化相对于载流子密度调谐，我们观察到，背栅强烈修改电子迁移率，而顶栅主要改变载流子密度。自旋-轨道相互作用的演变也遵循作为顶部和背部门控的功能。
2015-05-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Raman and fluorescence contributions to resonant inelastic soft x-ray scattering on LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ heterostructures
利用高分辨共振非弹性软X射线散射（RIXS）技术对LaAlOPDMATHABMN/SrTiOPDMATHABMN异质结构界面上的Ti3PDMATHABMM载流子进行了详细的研究，重点研究了覆盖层厚度和氧空位对界面载流子的影响.我们的测量结果表明，存在的界面Ti 3 $d$电子已经低于临界厚度的导电性和增加的总界面电荷的LaAlO $_3$覆盖层厚度的6个单元电池之前，它的水平。通过比较化学计量比和氧缺陷样品，我们观察到强的氧空位掺杂的Ti3 $d$电荷载流子. RIXS数据结合光电子能谱学和传输测量表明，同时存在本地化和巡回载流子。然而，与之前的解释相反，研究表明，无法从依赖于激发能的RIXS测量中的拉曼峰和荧光峰的相对强度推导出基态中局域和流动Ti $3d$电子的相对量。相反，我们将拉曼或荧光信号的观察归因于RIXS激发过程中达到的中间态的空间延伸。
2017-05-29 cond-mat.mtrl-sci
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
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
Thermally excited multi-band conduction in LaAlO3/SrTiO3 heterostructures exhibiting magnetic scattering
在具有26个LaAlO 3晶胞的LaAlO 3/SrTiO 3异质结构的界面处的载流子的磁输运测量显示霍尔电阻和磁阻，其在低温和高温下由类电子载流子的单通道描述。在中间温度下，我们观察到非线性霍尔电阻和正磁阻，建立至少两个电子类通道具有显着不同的迁移率和载流子浓度的存在。这些通道被分开6毫电子伏的能量和它们的温度依赖的职业和迁移率是负责观察到的界面的传输特性。我们观察到，其中一个通道具有随温度降低而降低的迁移率，这与该通道中的磁散射一致。
2013-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Creating Two-Dimensional Electron Gas in Nonpolar Oxide Interface via Polarization Discontinuity: First-Principles Analysis of CaZrO3/SrTiO3 Heterostructure
采用第一性原理电子结构计算方法研究了非极性/非极性CaZrO_3/SrTiO_3（CZO/STO）异质结构（HS）体系的应变诱导极化及其电导率.通过对四种CZO/STO HS基板坯系统的建模，在TiO 2/CaO和SrO/ZrO 2界面模型中，发现晶格失配引起的压应变导致CZO薄膜中出现强极化，随着CZO薄膜厚度的增加，存在绝缘体-金属的转变。在两种界面模型中，CZO膜的极化方向和形成界面金属态的临界厚度取决于CZO膜的表面终止。在TiO 2/CaO和SrO/ZrO 2界面模型与CaO表面终止，强极化驱动的电荷转移从CZO膜的前几个TiO 2层中的STO基板，导致形成的二维电子气（2DEG）的界面。在具有ZrO 2表面终端的HS模型中，CZO膜中形成了两个方向相反的极化畴，导致电荷从中间CZO层分别向界面和表面转移，导致界面上的二维电子气和中间CZO层的二维空穴气（2DHG）共存.这些发现开辟了一条新的途径，以实现2DEG（2DHG）在钙钛矿为基础的HS系统通过偏振不连续性。
2015-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Mapping the Spatial Distribution of Charge Carriers in LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures
在复杂的绝缘氧化物之间的界面处，可能会出现具有有趣性质的新相，例如LaAlO 3/SrTiO 3系统中报道的金属态。虽然这种状态已经被预测和报道局限于界面，但一些作品表明更广泛的空间延伸，从而质疑其起源。在这里，我们提供了第一次直接测定该系统的载流子密度分布，通过电阻分布图收集在横截面LaAlO 3/SrTiO 3样品与导电尖端原子力显微镜（CT-AFM）。我们发现，取决于特定的生长协议，高迁移率电子气的空间延伸可以从数百微米到SrTiO 3到几个纳米旁边的LaAlO 3/SrTiO 3界面。我们的研究结果强调了CT-AFM作为一种新的工具来表征复杂的氧化物界面的潜力，并为我们提供了一个明确的和决定性的方式来调和在这个系统中的实验数据的身体。
2008-03-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Field Effect Transistors with Sub-Micrometer Gate Lengths Fabricated from LaAlO$_3$-SrTiO$_3$-Based Heterostructures
通过对LaAlO $_3$ -SrTiO $_3$异质结构制备的不同栅长的场效应晶体管的研究，探讨了氧化物场效应晶体管中可能存在的短沟道效应。研究结果表明，在1 μm以下的栅区存在沟道长度调制和漏致势垒降低现象，其特性与半导体器件相当。随着场效应晶体管的栅极长度小至60 nm的制造的结果表明，通过电子束光刻的功能器件的基础上，具有几十纳米的特征长度的复合氧化物制造的可能性。
2015-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Oxygen vacancies and hydrogen doping in LaAlO3/SrTiO3 heterostructures: electronic properties and impact on surface and interface reconstruction
采用基于密度泛函理论的电子结构计算方法，研究了LaAlO 3、SrTiO 3和LaAlO 3/SrTiO 3异质结表面和内部的氧空位和氢掺杂对电子性质的影响.取决于浓度，这些缺陷在LaAlO 3平板中的存在可以抑制表面导电性。相反，在绝缘SrTiO 3板中，已经非常小浓度的氧空位或氢掺杂剂原子引起导带的有限占据。在具有三层LaAlO 3覆盖层的绝缘LaAlO 3/SrTiO 3异质结构平板中，表面缺陷导致界面电导的出现。计算出的缺陷形成能揭示了强烈的偏好氢掺杂剂原子的表面网站的所有结构和浓度考虑。强烈的氢吸附原子的缺陷形成能的降低，随着厚度的增加的LaAlO 3覆盖层和交叉从正值到负值，与氢吸附原子诱导的金属导电性一起，无缝地解释了观察到的这些异质结作为覆盖层厚度的函数的超导体-金属过渡。此外，我们表明，潜在的下降和随之而来的移动（层解析）带边被抑制的金属配置。最后，在界面处形成原子级薄磁性层的具有稳定局部磁矩的磁性由表面或界面处的氧空位或由埋在界面处的氢原子产生。特别是，在TiO 2界面层中的氧空位引起的3d e_g状态的Ti原子相邻的空位，引起强烈的本地化的磁矩，这增加了二维背景磁化的急剧下移。
2019-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High-mobility two-dimensional electron gas in $γ$-Al$_2$O$_3$/SrTiO$_3$ heterostructures
在$γ$ O $_3$（GAO）和SrTiO $_3$（STO）（GAO/STO）之间的界面中的二维电子气（2DEG）的起源以及2DEG的高迁移率的原因仍然是有争议的。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，研究了[001]取向的GAO/STO异质结的电子结构.计算结果表明，GAO/STO异质结构具有Al和TiO $_2$层组成的界面是形成2DEG的必要条件。对于在GAO侧没有氧空位的异质结构，2DEG起源于界面附近的极性不连续性，并且对于GAO膜存在临界厚度，低于该临界厚度，2DEG将不存在并且异质结构呈现绝缘体特性。对于只有GAO膜含有氧空位的情况，界面附近的极性不连续消失，但二维电子气仍然存在。在这种情况下，用于2DEG形成的GAO膜的临界厚度也不存在。当GAO膜和STO衬底都含有氧空位时，发现只要STO侧的氧空位不非常靠近界面，2DEG就保留。在这些GAO/STO异质结中的2DEG的低温迁移率被认为是由电离杂质散射控制的，并且$\sim$是LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$异质结中的3到$\sim$。2DEG的高迁移率主要是由于GAO/STO异质结构中小的电子有效质量。
2022-02-27 cond-mat.mes-hall 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
Superconductivity-driven magnetization modulation in YBa2Cu3O7-δ /SrTiO3/La0.67Sr0.33MnO3 heterostructures
利用自旋极化中子反射率实验研究了YBa_2Cu_3 O_（7-δ）（SC）/SrTiO_3（I）/La_（0.67）Sr_（0.33）MnO_3（FM）异质结中超导体（SC）和铁磁体（FM）通过绝缘体（I）耦合时的非正常邻近行为。我们已经观察到一个意想不到的磁调制在界面区域的FM低于超导转变温度。与FM层的其余部分中的磁化相比，I/FM界面处的FM层的磁化显著降低。该结果表明，库珀对隧穿穿过绝缘体，并与FM的界面区域（延伸~ 30 μ m）处的局部磁化相互作用，导致界面处的磁化的修改。这种出乎意料的磁行为不能解释现有的理论模型的基础上。然而，这里相关的长度尺度清楚地表明了作为库珀对隧穿的结果的长程邻近效应。
2019-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
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
Electronic and magnetic structure of epitaxial NiO/Fe$_3$O$_4$(001) heterostructures grown on MgO(001) and Nb-doped SrTiO$_3$(001)
我们研究了一些磁铁矿基薄膜的基本化学，电子和磁性。主要研究了MgO（001）和Nb-SrTiO $_3$（001）衬底上生长的NiO/Fe $_3$ O $_4$（001）双层薄膜。我们比较的结果与纯Fe $_3$ O $_4$（001）薄膜。结果发现，磁铁矿层被氧化，Fe $^{3+}$占主导地位的表面由于磁赤铁矿（$γ$ -Fe $_2$ O $_3$）的形成，这减少了磁铁矿层的厚度。从约20 nm的层厚度上的阳离子分布接近于化学计量的Fe $_3$ O $_4$。在NiO和Fe $_3$ O $_4$之间的界面处，我们发现Ni处于二价态，在Ni 2 p核心水平X射线光电子能谱中具有NiO典型的明确的光谱特征。通过XMCD可以排除明显的NiFe $_2$ O $_4$中间层的形成。磁光克尔效应测量揭示了显着更高的矫顽场相比，MgO（001）和45 $^{\circ}$旋转磁易轴上生长的磁铁矿薄膜。我们讨论了磁性层的自旋磁矩，发现磁矩随薄膜厚度的增加而增加。在较低的厚度下，在Nb-SrTiO $_3$上生长的NiO/Fe $_3$ O $_4$薄膜的自旋磁矩显著降低。20 nm或更高的厚度导致自旋磁矩接近块状磁铁矿的自旋磁矩。
2016-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Critical thickness for ferromagnetism in LaAlO3/SrTiO3 heterostructures
在LaAlO 3（LAO）和SrTiO 3（STO）的异质结构中，观察到了两种不同形式的磁性[1-7]，这些磁性可能[8，9]或可能不是[10]由界面载流子引起，这些载流子在电子重构中从LAO迁移到界面[11]。我们在一系列不同LAO厚度的n型样本中对磁场景观[5]进行成像。我们发现铁磁补丁只出现在临界厚度以上，类似于电导率[12]。因此，我们得出结论，界面重构是必要的磁性的形成。我们没有观察到铁磁性与栅极电压的变化，并检测到铁磁性在非导电的p型样品，表明在界面上的载流子不需要巡回产生磁性。铁磁性出现在孤立的补丁，其密度变化很大的样品之间的事实强烈表明，无序或局部应变诱导磁性的人口的界面载流子。
2012-01-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dominant role of oxygen vacancies in electrical properties of unannealed LaAlO3/SrTiO3 interfaces
在未退火的LaAlO_3/SrTiO_3（LAO/STO）异质结构中，二维电子气出现的临界厚度可以小于4个晶胞（uc），即使对于具有混合终端的STO衬底，界面也是导电的，并且具有厚LAO层的LAO/STO异质结构的低温电阻上升强烈地依赖于激光能量密度。我们的实验结果提供了基本的见解所发挥的不同作用的氧空位和极化突变的二维电子气在晶体LAO/STO异质结构。
2014-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Symmetry breaking at the (111) interfaces of SrTiO${_3}$ hosting a 2D-electron system
我们使用X射线吸收光谱研究了（111）LaAlO ${_3}$ /SrTiO ${_3}$和LaAlO ${_3}$ /EuTiO ${_3}$ /SrTiO ${_3}$异质结构的轨道对称性和能带分裂，托管准二维电子系统（q2 DES），以及Ti封端的（111）SrTiO ${_3}$单晶，也已知在其表面形成q2 DES。我们证明了在所有情况下，体相四元Ti-3d D ${_4}$ ${_h}$晶场都转变为三角D ${_3}$ ${_d}$晶场.经对称性调整的a ${_1}$ ${_g}$和e ${^π_g}$轨道在能量上是非简并的，并且它们的分裂Δ在裸STO表面为正，但在异质结构中为负，其中a ${_1}$ ${_g}$轨道的能量最低。这些结果表明，氧化物界面的外延工程诱导的界面对称性破缺对它们的电子性质有显著的影响，它可以用来操纵q2 DES的基态.
2018-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Exponential decay of relaxation effects at LaAlO3/SrTiO3 heterointerfaces
研究了外延LaAlO_3/SrTiO_3异质结构中界面诱导结构和电子弛豫效应的衰减。结果是基于第一性原理的能带结构计算的多层配置与一个层状LaAlO 3层之间的大块状SrTiO 3层。我们进行了异质界面的结构优化和调查的电子状态的导电界面层，这是发现扩展到两个SrTiO 3晶胞。原子位移的衰减作为到界面的距离的函数进行了分析，并对由此产生的指数律进行了定量评价。
2009-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Growing a LaAlO3/SrTiO3 heterostructure on Ca2Nb3O10 nanosheets
二维电子液体之间形成的带绝缘体LaAlO3（LAO）和SrTiO3（STO）是一个有前途的成分的氧化物电子学，但使用单晶SrTiO3衬底生长的要求限制了其在器件制造方面的应用。因此，重要的是找到将这些材料沉积在其他衬底上的方法，优选Si或Si基衬底，以促进与现有技术的集成。感兴趣的候选物是Ca2Nb3O10的微米级纳米片，其可以用作任何衬底上的钙钛矿材料的种子层。我们已经使用了低能电子显微镜（LEEM）与原位脉冲激光沉积，以研究随后的生长STO和LAO的这种薄片上沉积在Si上。我们可以在生长过程中跟踪层的形态和结晶度，以及用角分辨反射电子光谱对其电子性质进行指纹分析。我们发现，STO层，沉积在纳米片上，可以制成结晶和平坦的，LAO可以生长在一个逐层的方式，和完整的异质结构显示的签名的导电界面的形成。
2019-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Point contact investigations of film and interface magnetoresistance of La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$ heterostructures on Nb:SrTiO$_{3}$
基于STM的磁输运测量的外延La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$ 32 nm厚的膜，有和没有内部LaMnO $_3$层（0-8 nm厚）生长在Nb掺杂的SrTiO $_3$。测量结果表明，两种类型的低场磁电阻（LFMR）的大小为$\sim 0.1-1.5\%$。一个LFMR的贡献被确定为传统的晶界/畴壁散射通过对称的I-V特性，高度依赖于尖端位置和不敏感性引入的LaMnO $_3$层。另一个贡献来源于反向偏置Nb掺杂的SrTiO $_3$界面和La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$界面层。这两个LFMR贡献显示出比体膜更高的介电常数（$\sim$ 200 Oe）的场依赖性。发现LaMnO $_3$层降低了结的整流特性，并且通过电子束光刻的亚微米横向图案化增强了二极管特性，根据所提出的基于注入电流的局部性的传输模型。
2014-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Light-driven lattice metastability for enhanced superconductivity in FeSe/SrTiO3
该研究利用同步辐射X射线散射相位恢复技术，在FeSe/SrTiO3异质结构中实现光致层间滑动，将弱光激发转化为Fe原子位移，形成亚稳态界面结构以持续增强超导电性。
2025-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic defect correlations dominate activated electronic transport in SrTiO3
钛酸锶（SrTiO_3，STO）是研究复杂氧化物中电子相的重要材料，也是开发基于其异质结构的应用的重要材料。尽管大量的知识STO，仍然有许多不确定性的缺陷的STO的性质，包括它们对铁电性的影响，在体STO和铁磁性的STO基异质结构中的作用。我们提出了一个详细的分析STO单晶的持久光电导的衰减与缺陷浓度相对较低，但显着影响其电子性质。结果表明，光活化电子输运不能描述的叠加的属性，由于独立的点缺陷，目前的模型建议，而是由缺陷复合物，通过动态相关性相互作用。这些结果强调了半导体和绝缘钙钛矿氧化物的激活电子输运性质的缺陷相关性的重要性。
2016-06-30 cond-mat.mtrl-sci
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
Cryogenic Voltage Control of Magnetism in Silicon-Integrated \newline SrTiO$_3$/Fe Heterostructures
KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Imec（IMEC微电子研究中心）；Shanghai University（上海大学）
本研究在CMOS兼容Si衬底上的SrTiO$_3$/Fe异质结构中实现了低温电压控制磁性，通过电场调控界面磁各向异性改变磁畴结构，为低功耗磁基器件提供可行材料方案。
2026-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interface structure, band alignment and built-in potentials at LaFeO$_3$/$\textit{n}$-SrTiO$_3$ heterojunctions
已证明，极性/非极性界面的界面结构是控制氧化物异质结构中出现行为的关键因素，包括LaFeO $_3$ / $\textit{n}$ -SrTiO $_3$系统。我们通过高能量分辨率的X射线光电子能谱表明，具有相反界面极性的外延LaFeO $_3$ / $\textit{n}$ -SrTiO $_3$（001）异质结在LaFeO $_3$膜中表现出非常相似的能带偏移和电势梯度。然而，取决于极性的SrTiO $_3$层内的电势梯度的差异可促进空穴扩散到LaFeO $_3$中以用于电致发光中的应用。
2016-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic Modulation of the Transport Properties of the LaAlO3/SrTiO3 Interface Using Uniaxial Strain
在对LaAlO_3/SrTiO_3（LAO/STO）异质结构的界面输运调制中，通过在不同衬底上生长LAO/STO薄膜，利用不同的晶格失配度对STO进行机械应变调制，已被证明是一种有效的方法。然而，这种晶格失配引起的应变效应是静态的和双轴的，阻碍了应变效应的动态研究。在这项工作中，我们实现了动态和单轴应变的LAO/STO氧化物异质结构在低温下，通过机械耦合从磁致伸缩模板。该各向异性应变导致在界面处的对称性破缺，并且引起电子能带结构的进一步分裂，并且因此沿着x和y面内方向产生不同的电导率。特别是，我们观察到，沿应变方向的界面电导率下降高达70%下的拉伸应变，而它增加了6.8%下的压缩应变在2 K。此外，还揭示了对界面输运性质的调制可以是各向异性的，即，当激励电流平行或垂直于应变方向时，电阻变化不同。这种应变工程方法为控制氧化物异质结构的输运性质提供了另一种自由度，并为研究材料科学中的应变效应开辟了另一条途径。
2016-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy and Current Control of Magnetization in SrRuO$_3$ SrTiO$_3$ Heterostructures for Spin-Memristors
神经形态电路中基于自旋电子学的非易失性元件提供了以低功耗实现新功能的可能性。在这方面，积极研究电流控制的磁化电开关。具有垂直磁各向异性（PMA）的复合氧化物异质结构由生长在SrTiO $_3$（STO）上的SrRuO $_3$（SRO）组成，是强有力的材料竞争者。利用晶体取向，这种简单的异质结构中的磁各向异性可以被调谐以呈现完美的或略微倾斜的PMA。在这里，我们研究了电流诱导的磁化调制在这样的定制铁磁层与强自旋轨道耦合（Pt）的材料，利用自旋霍尔效应。我们发现SRO/STO异质结构之间的磁各向异性的显着差异，表现在第一和第二谐波磁阻测量。电流感生磁化切换可以实现与自旋轨道转矩，但对于具有完美的PMA的系统，这种切换是概率的高对称性的结果。PMA的轻微倾斜可以打破这种对称性，并允许实现确定性切换。因此，对异质结构的磁各向异性的控制提供了对切换方式的控制。基于我们的研究结果，我们提出了一个三端自旋电子忆阻器，磁隧道结设计，显示了几个电阻状态控制的电荷。非易失性状态可以通过施加面内电流通过SOT写入，并且通过施加小的面外电流作为隧道电流读出。根据SRO层的各向异性，写入机制是确定性的或概率性的，从而允许出现不同的功能。我们设想，概率性MTJ可以用作突触，而确定性设备可以模拟神经元
2021-05-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Theory of spin-orbit coupling at LaAlO3/SrTiO3 interfaces and SrTiO3 surfaces
LaAlO $_{3}$ /SrTiO $_{3}$界面和SrTiO $_{3}$表面的自旋轨道耦合（SOC）效应的理论研究还处于起步阶段。我们进行第一性原理密度泛函理论计算，并从这些一个简单的紧束缚哈密顿量，通过Wannier函数投影和群论分析。我们发现，由于多轨道效应的半导体异质结构中的自旋-轨道耦合的标准Rashba理论的显着差异：到目前为止，最大的SOC效应是在交叉点的$xy$和$yz$（或$zx$）轨道;和周围的$Γ$点的Rashba自旋分裂与波矢$\vec{k}$的立方依赖是可能的。
2012-11-29 cond-mat.mtrl-sci
δ-doped LaAlO3-SrTiO3 interface: Electrical transport and characterization of the interface potential
本文研究了LaMnO_3界面δ掺杂小于单层的LaAlO_3-SrTiO_3异质结构。这种掺杂强烈地抑制了界面处移动电子层的形成。这导致异质结构的电阻和热电势的巨大增加。这种现象的几个方面进行了研究。提出了一个计算载流子浓度的模型，并根据模型参数和弱散射理论分析了掺杂效应和详细的温度依赖性。热电势的大幅度提高归因于LaMnO_3单层的自旋熵和轨道熵的增加。
2013-09-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Self-formed $LaAlO_3/SrTiO_3$ Micro-Membranes
氧化物异质结构代表了一个独特的游乐场，用于触发新的电子状态的出现和实现新的器件概念。在$LaAlO_3/SrTiO_3$界面上二维导电性的发现已经联系了材料科学的两个主要研究领域：相关的过渡金属氧化物系统和低维系统。然而，这两个领域的完全合并需要以独立膜的形式实现$LaAlO_3/SrTiO_3$异质结构。在这里，我们展示了一种全新的方法，获得氧化物异质膜与微米的横向尺寸。与传统的基于薄膜的技术开发的半导体和最近扩展到氧化物，我们展示的概念不依赖于任何牺牲层，而是基于纯应变工程。我们通过实时和沉积后分析，在不同的生长阶段进行监测，应变弛豫机制导致自发形成的弯曲异质膜。详细的透射电子显微镜调查表明，膜是完全外延的，它们的曲率导致一个巨大的应变梯度，每一层表现出混合的压缩/拉伸应变状态。电子器件是通过实现转移到硅芯片上的单个微膜的自组织电路来制造的。我们的样品表现出金属导电性和静电场效应类似于体异质结构中的二维电子系统。我们的研究结果为将氧化物功能添加到半导体电子器件中开辟了一条新的途径，可能允许超导晶体管的超低电压门控，由铁电性和挠曲电介导的2D电子气的微机械控制，以及片上应变电子学。
2020-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Interface Engineering in La0.67Sr0.33MnO3-SrTiO3 Heterostructures
界面工程是系统研究材料和材料相互作用的各种方式的非常有用的工具。我们描述了不同的界面工程策略，旨在揭示在La0.67Sr0.33MnO3界面的电和磁死层的起源。La0.67Sr0.33MnO3是强相关的过氧化物氧化物材料的一个重要例子，其中竞争相互作用的微妙平衡产生铁磁金属基态。然而，这种平衡在界面处很容易被破坏。我们系统地改变了掺杂剂的配置文件，在界面处的无序和氧八面体的旋转，以调查哪种机制是负责死层。我们发现，磁死层可以完全消除的组成界面工程，使极性界面处的不连续性被删除。然而，这使得电死层在很大程度上完好无损。我们发现，在界面处的氧八面体网络的变形是电死层的主要原因。
2016-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
k.p subband structure of the LaAlO3/SrTiO3 interface
过渡金属氧化物异质结构是近年来备受关注的新型定制材料。我们构造了一个6带k.p哈密顿量，并将其应用于包络函数方法中，计算了各种LaAlO 3/SrTiO 3异质结的子带结构.用密度泛函方法计算了SrTiO_3导带边的k.p参数：L=0.6104 eV AA_（^2），M=9.73 eV AA_（^2），N=-1.616 eV AA_（^2），自旋轨道分裂Δ SO=28.5 meV，低温四重态畸变能分裂Δ T=2.1 meV.对于封闭系统，我们发现强各向异性非抛物子带。作为一个应用程序，我们计算带，态密度和磁能级和比较的结果，在高磁场中观察到的Shubnikov-de Haas量子振荡。对于典型的异质结，我们发现，当载流子密度为7.2 × 10^{12} cm^-2时，界面处的电场强度F = 0.1 meV/AA会产生与实验结果相似的子带结构。
2014-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculation of the band offset at BaO/BaTiO$_3$ and SrO/SrTiO$_3$ interfaces
我们报告的第一性原理密度泛函赝势计算的原子结构，电子性质，和带偏移的BaO/BaTiO $_3$和SrO/SrTiO $_3$纳米异质结生长在硅衬底上。在结的态密度没有揭示任何电子诱导的界面态。一个占主导地位的钙钛矿字符被发现在界面层。研究了带偏移量随衬底应变条件的可调性。使用先前报道的Si/SrO、Si/BaO和BaTiO $_{3}$ /SrRuO $_{3}$界面的理论数据，我们推断出沿整个技术感兴趣的栅堆叠的能带对准值：Si/SrO/SrTiO $_3$和Si/BaO/BaTiO $_3$ /SrRuO $_3$异质结构。
2002-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Stoichiometry control of the electronic properties of the LaAlO_3/SrTiO_3 heterointerface
研究了脉冲激光沉积的激光参数对LaAlO_3/SrTiO_3（001）异质结薄膜化学计量比和电子性质的影响。LaAlO_3薄膜中La/Al比在0.88 ~ 1.15的范围内变化，并对界面电导率有很大的影响。特别地，载流子密度被调制超过两个数量级。发现由阳离子空位引起的薄膜晶格膨胀是重要的功能参数。这些结果可以理解为产生的静电边界条件的变化，和他们的分辨率，与化学计量。
2013-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Surface Effects on Oxide Heterostructures
我们报告了表面效应对LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$外延异质结构界面电子性质的影响。我们的研究结果是基于第一性原理的电子结构计算以及放松的多层配置，终止于一个pull-LaAlO $_3$表面层。在改变这层的厚度，我们发现，界面导电状态受到几乎刚性的能带位移由于修改后的费米能量。根据实验数据，异质界面的电子性质可以通过改变表面-界面距离来系统地调节。我们预计，这种机制是非常普遍的，适用于大多数氧化物异质结构。
2007-11-06 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
Characteristic Lengths of Interlayer Charge-Transfer in Correlated Oxide Heterostructures
利用层间相互作用控制功能异质结构的原子尺度设计已成为当今最有效的界面工程策略之一。在这里，我们展示了晶体LaFeO3缓冲层对非晶和晶体LaAlO3/SrTiO3异质结构的影响。LaFeO3缓冲层作为一个积极有利的电子受体在两个LaAlO3/SrTiO3系统，导致调制的界面载流子密度，因此金属到绝缘体的转变。对于非晶和晶态LaAlO3/SrTiO3异质结构，当LaFeO3层厚度分别穿过3和6个晶胞时，发现金属到绝缘体的转变。这种不同的临界LaFeO3厚度解释的氧化还原反应介导的和极性灾难为主的电荷转移，控制界面原子接触和超导费米屏蔽效应，分别在不同的特征长度。我们的研究结果不仅揭示了复杂的层间电荷转移氧化物异质结构，但也提供了一个新的路线，以精确定制的电荷转移过程中的功能界面。
2020-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous orbital structure in a spinel-perovskite interface $γ$-Al$_2$O$_3$/SrTiO$_3$
在所有已报道的典型（001）取向钙钛矿异质结构中，二维电子气优先占据面内$d_\textrm{xy}$态。与此形成鲜明对比的是，通过共振软X射线线性二色性研究的尖晶石-钙钛矿异质结构$γ$ -Al $_2$ O $_3$ /SrTiO $_3$的电子结构，表明界面电子的优先占据是面外$d_\textrm{xz}$ / $d_\textrm{yz}$态。此外，应变的影响进一步证实，这种异常的轨道结构可以链接到界面处的改变的晶体场和界面结构单元的对称性破缺。我们的发现提供了另一条有趣的途径来设计具有确定性轨道对称性的涌现量子态。
2016-08-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evolution of the SrTiO$_3$ surface electronic state as a function of LaAlO$_3$ overlayer thickness
过渡金属氧化物之间界面处出现的新的电子性质，特别是由LaAlO $_3$（LAO）和SrTiO $_3$（STO）带绝缘体组成的异质结构中导电性的发现，在凝聚态物理中产生了新的挑战和机遇。虽然当LAO匹配或超过4个单位电池（u.c.）的临界厚度时界面电导率稳定，其它现象，例如在STO单晶的裸露表面上发现的普遍金属态和在其它绝缘的基于STO的界面中的持续光子触发导电性，提出了关于LAO覆盖层的作用和真空/STO和LAO/STO界面之间的可能关系的重要问题。在这里，我们研究如何使用角分辨光电子能谱（ARPES）在原位制备的样品补充共振非弹性X射线散射（RIXS）的结晶LAO覆盖层的生长过程中的金属STO表面状态的演变。在所有研究的样品中，导带的性质，它们的载流子密度，Ti 3+晶体场，以及对光子照射的响应具有很强的相似性。然而，我们在这里报告，研究的LAO/STO接口表现出不稳定性，朝着一个明显的2 × 1的费米面折叠在4 u.c及以上。厚度阈值，其将这些异质结构与裸STO和亚临界厚度LAO/STO区分开。
2022-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Alternation of Magnetic Anisotropy Accompanied by Metal-Insulator Transition in Strained Ultrathin Manganite Heterostructures
对铁磁异质结构中界面磁性的基本理解对于将铁磁材料用于自旋电子器件应用是必不可少的。在本文中，我们研究了外延单晶LaAlO $_3$（LAO）/La $_{0.6}$ Sr $_{0.4}$ MnO $_3$（LSMO）/Nb：SrTiO $_3$（Nb：STO）异质结构的界面磁性和电子结构，具有不同的LSMO层厚度，其中的磁各向异性强烈的变化取决于LSMO的厚度，由于来自Nb：STO和LAO层之间的应变之间的微妙平衡，使用x射线磁圆二色性（XMCD）和光电子能谱（PES）。我们成功地检测到Mn离子的磁行为的明显变化，伴随着厚度依赖的金属-绝缘体转变（MIT）。我们的研究结果表明，双交换相互作用引起的金属LSMO膜的铁磁性下的拉伸应变引起的SrTiO $_3$衬底，而超交换相互作用决定的磁性行为下的绝缘LSMO膜的压缩应变起源于顶部LAO层。基于这些发现，LAO/LSMO界面附近磁死层的形成归因于压应变下Mn 3 $d_{3z^2-r^2}$轨道的超交换相互作用和3 $d_{x^2-y^2}$轨道的双交换相互作用之间的竞争.
2020-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Modulation of Quantum Transport in Complex Oxide Heterostructures with Proton Implantation
本文提出利用质子注入作为精确工具调控SrTiO3基异质结构的界面输运，揭示了低通量下电荷掺杂主导和高通量下无序散射主导的非单调演化，为界面量子态的可控工程提供了新范式。
2025-11-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
