Strain-mediated metal-insulator transition in epitaxial ultra-thin films of NdNiO3
我们分别在SrTiO $_3$(001)和$_{3}$(001)上,采用拉应变和压应变的逐层生长方式,制备了NdNiO $_{3}$超薄膜。结合X射线衍射,温度依赖的电阻率,和软X射线吸收光谱已被应用于阐明样品的电子和结构特性。在相反的散装NdNiO $_{3}$,金属-绝缘体的过渡下的压缩应变被发现是完全淬火,而过渡下的拉伸应变,虽然修改的散装行为。
2010-03-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-induced insulator state in La_0.7Sr_0.3CoO_3
本文报道了在铁磁La_(0.7)Sr_(0.3)CoO_3薄膜中观察到的应变诱导绝缘态。拉伸应变超过1%被发现提高电阻率的几个数量级。使用压电衬底施加的0.15%的可逆应变触发了巨大的电阻调制,包括在300 K下顺磁区的10倍的变化。然而,低于铁磁有序温度,磁化强度数据表明弱依赖于应变的Co离子的自旋状态。我们解释的应变引起的分裂的Co e_g水平和减少双交换,结合在电子簇态的双折射型导电的输运性质的变化。
2007-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Non thermal isostructural electrically driven insulator-metal transition and electro-strain in layered cobaltate
我们在这里报告发现电驱动的绝缘体到金属过渡(IMT)和伴随的同构体积膨胀的层状钴酸盐,否则不表现出温度依赖性IMT。这些发现在宏观、微观和原子尺度上都得到了证实。随着电压的应用,在二维层状La 2-xSrxCoO 4中观察到金属区域的生长。金属区域的生长与体积增加(应变高达0.3%)相关。非热IMT和电应变被认为是由Co ~(3+)高自旋态的电扩散引起的。
2019-08-03 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
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
Compressive strain-induced metal-insulator transition in orthorhombic SrIrO3 thin films
我们研究了外延正交SrIrO 3薄膜在压应变下的电子性质。亚稳态,正交SrIrO 3薄膜的合成在各种基板上使用epi稳定技术。我们已经观察到,随着面内晶格压缩的增加,薄膜的直流电阻率(\r{ho})增加了几个数量级,并且d \r{ho} /dT从正值变为负值。然而,光学吸收光谱显示德鲁德样,金属响应没有光学间隙开放的所有压缩应变薄膜。在磁场下的输运测量表明,压缩应变薄膜在低温下具有负磁阻效应。我们的研究结果表明,弱局域化是负责应变诱导的金属-绝缘体转变的正交SrIrO 3薄膜。
2014-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain dependence of bonding and hybridization across the metal-insulator transition of VO2
软X射线光谱被用来研究VO 2的金属-绝缘体转变的应变依赖性。在整个过渡中观察到的V 3d - O 2 p杂化的强度的变化,并与结构畸变。此外,虽然V-V二聚是很好地描述了动力学平均场论,V-O杂化被发现有一个意想不到的强烈依赖于应变,这是没有预测的能带理论,强调的相关性的O离子的物理VO 2。
2012-02-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain and Spin-Orbit Coupling Induced Orbital-Ordering in Mott Insulator BaCrO3
采用从头计算方法,研究了具有$3d^2$构型的四方畸变钙钛矿BaCrO $_3$,其体积明显地被SrTiO $_3$衬底的应变所增强.包含相关和自旋轨道耦合(SOC)效应导致金属-绝缘体转变和交替的单填充$d_{xz}+id_{yz}$和$d_{xz}-id_{yz}$轨道的面内锯齿轨道有序(OO),这导致大的轨道矩$M_L$ ~ -0.78 $μ_B$与Cr离子中的自旋矩$M_S$ ~ $2|M_L|$反对齐。值得注意的是,这种顺序也诱导了相当大的$M_L$顶端氧。我们的研究结果表明,金属绝缘体和OO过渡,驱动的应变,相关性和SOC之间的相互作用,这是不常见的三维系统。
2014-11-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anisotropic strains, metal-insulator transition, and magnetoresistance of La$_{0.7}$Ca$_{0.3}$MnO$_{3}$ films
用脉冲激光沉积法或激光分子束外延法在不同衬底上外延生长了钙钛矿锰氧化物La $_{0.7}$ Ca $_{0.3}$ MnO $_{3}$薄膜。衬底改变了薄膜的体积和晶胞的对称性。结果表明,单胞的对称性和体积对金属-绝缘体转变温度和磁电阻的大小有很大的影响。
2001-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-Driven Disproportionation at a Correlated Oxide Metal-Insulator Transition
复合氧化物薄膜中的金属-绝缘体相变是一种令人兴奋的现象,它可能对器件应用有用,但在许多情况下,导致这种相变的物理机制还没有完全理解。在这里,我们表明,外延应变产生的NiO 6八面体,通过在氧化学计量的变化驱动的局部pactionation,这直接修改的金属到绝缘体的相变在外延(001)NdNiO 3薄膜。理论上,我们预测Ni-O-Ni键角减小,而八面体倾斜和NiO_6八面体的局部偏折增加,导致在其他金属系统中的小的带隙。这是由在稀土镍酸盐中的氧空位浓度随着面内双轴拉伸应变的增加而增加驱动的。实验上,我们发现随着双轴拉伸应变的增加,赝立方晶胞体积和电阻率增加,证实了我们的理论预测。用电子能量损失谱和X射线吸收,我们发现随着拉伸应变的增加,Ni价态减少。这些结果表明,外延应变修改稀土钙钛矿薄膜的氧化学计量比,并通过这种机制影响这些化合物中的金属-绝缘体相变。
2019-12-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Crystallography of periodic nanotextures in a strained Mott insulator
Cornell University(康奈尔大学);Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);Leibniz-Institut für Kristallzüchtung(莱布尼茨晶体生长研究所)
通过X射线映射研究外延应变Ca2RuO4薄膜中自发形成的结构相条纹,发现卫星强度塌缩到单一曲线,表明存在由{012}界面分隔的纳米级马氏体层状结构,经典不变平面应变晶体学主导了Mott绝缘体的纳米畴几何。
2026-06-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Confinement-induced metal-to-insulator transition in strained LaNiO$_3$/LaAlO$_3$ superlattices
使用密度泛函理论计算包括Hubbard $U$项,我们探讨了应变和约束的影响,对电子基态的超晶格包含带绝缘体LaAlO $_3$和相关的金属LaNiO $_3$。除了在顶端氧的空穴的抑制,一个中心特征是在单晶胞超晶格中对应变的不对称响应:对于拉伸应变,带隙由于在具有1.45 $μ_{\rm B}$和0.71 $μ_{\rm B}$的两个不同磁矩的Ni位点处的电荷交换而打开。在压缩应变下,由于$d_{3z^2-r^2}$带通过半金属状态重叠,电荷分离几乎被淬灭,带隙塌陷。电子行为的这种不对称性与在拉伸和压缩应变下八面体扭曲和旋转的差异有关。随着(LaAlOPDMATHABMN)$_n$ /($_3$)$_n$超晶格的厚度从$n=1$增加到$n=3$,配体空穴密度和金属态迅速恢复。
2012-08-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-engineered Majorana Zero Energy Modes and ϕ0 Josephson State in Black Phosphorus
我们发展了一个理论,用于研究黑磷(BP)器件与超导体近接耦合中Majorana零能模的应变控制和约瑟夫森效应。采用现实的值的带参数受到应变,我们表明,应变关闭BP的本征带隙,然而,从超导体的邻近效应重新打开它,并创建狄拉克和Weyl节点。我们的研究结果表明,马约拉纳零能平带连接的带反转的制度,其中它们相关的态密度是本地化的设备的边缘内的节点。在铁磁介导的约瑟夫森配置中,交换场除了产生对应于自发超电流的0.50相移之外,还在超导相位关系中诱导超谐波,并且应变提供了控制这些现象的有效工具。我们分析了我们的研究结果的实验意义,并表明,他们可以铺平道路,创造一个丰富的平台,研究二维狄拉克和外尔超导。
2018-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Theory of Strain-Controlled Magnetotransport and Stabilization of the Ferromagnetic Insulating Phase in Manganite Thin Films
我们表明,施加半掺杂锰氧化物上的应变,使得有可能调整系统的金属-绝缘体过渡附近,从而产生巨大的磁阻(CMR)响应。这种相位竞争不仅允许控制铁磁金属锰氧化物中的CMR,而且可以用于在半掺杂时在其他鲁棒绝缘体中产生CMR响应。此外,从我们的现实微观模型的应变和磁输运计算内的久保形式主义,我们证明了一个惊人的结果,应变工程,拉伸应变下,铁磁电荷有序绝缘体,以前无法访问的实验,变得稳定。
2013-04-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High-Harmonic Generation from Engineered Graphene for Polarization Tailoring
本文研究单轴应变下石墨烯高次谐波的偏振调控,发现低阶谐波偏振面旋转可表征应变,高阶谐波呈椭圆偏振,为应变工程调控偏振特性开辟新途径。
2024-02-04 cond-mat.mes-hall 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
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
Evidence for Jahn-Teller-driven metal-insulator transition in strained SrCrO3 from first principles calculations
使用密度泛函理论(DFT)及其扩展到DFT+ $U$,我们提出了一个可能的情况下,应变诱导的金属-绝缘体转变已被报道最近在薄膜SrCrO $_3$。金属-绝缘体转变涉及类似于相关稀土钒酸盐的情况的Jahn-Teller(JT)畸变的出现,其也表现出过渡金属阳离子的标称$d^2$占据。我们的计算表明,对于实际的Hubbard $U$参数值,无应变的系统是C型反铁磁有序基态,这已经相当接近JT不稳定性。然而,由于$d_{xz}$ / $d_{yz}$谱带与较低的$d_{xy}$谱带的大量能量重叠,JT畸变的出现是不利的。相对于$d_{xz}$ / $d_{yz}$,拉伸外延应变降低了$d_{xy}$带的能量,从而使系统更接近$d_{xy}^1(d_{xz}d_{yz})^1$的标称填充。JT畸变则提升了$d_{xz}$和$d_{yz}$轨道之间的简并性,从而允许在电子能带结构中打开间隙。
2022-04-13 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
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
Charge transfer in LaVO$_3$/LaTiO$_3$ multilayers: strain-controlled dimensionality of interface metallicity between two Mott insulators
我们用密度泛函理论和动力学平均场论证明了在两个莫特绝缘体LaTiO $_3$和LaVO $_3$之间的界面处出现金属层.金属层是由于电荷转移跨越界面,这改变了接近界面的过渡金属阳离子的价态。与直觉有些相反的是,电荷从具有形式$d^1$电子构型的Ti阳离子转移到具有形式$d^2$构型的V阳离子,从而增加了$t_{2g}$态的占据差异。这可以理解为电荷转移能量或电负性在界面上逐渐过渡的结果。金属层的空间延伸,特别是朝向LaTiO $_3$侧的空间延伸,可以通过外延应变来控制,其中拉伸应变导致仅两个晶胞的厚度内的局部化。我们的结果开辟了一条新的路线,创造一个可调的准二维电子气的材料与强电子关联。
2019-05-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Key role of lattice symmetry in the metal-insulator transition of NdNiO3 films
块体NdNiO 3表现出金属-绝缘体转变(MIT)的温度降低,也可以看到在拉伸应变膜。相比之下,在大的压缩应变下的膜通常在所有温度下保持金属性。为了澄清这种行为的微观起源,我们使用位置平均会聚束电子衍射在扫描透射电子显微镜来表征应变NdNiO 3薄膜的MIT温度以上和以下。我们表明,对称性降低结构的变化发生在拉伸应变膜的情况下,它经历了MIT,但在压缩应变膜缺席。利用空间群对称性的参数,我们表明,这些结果支持键长伸缩模型的MIT在稀土镍酸盐。此外,这些结果提供了深入了解的非费米液相中观察到的膜的MIT是缺席。
2016-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain Induced Slater Transition in Polar Metal LiOsO$_3$
LiOsO 3是第一个实验证实的极性金属。以前的工作认为LiOsO $_3$的基态正好接近金属-绝缘体转变的临界点。在这项工作中,LiOsO $_3$的电子态通过外延双轴应变进行调谐,其在拉伸应变下经历Slater型金属-绝缘体转变,即,出现G型反铁磁性。带宽调谐的基本机制可以扩展到它的姊妹化合物NaOsO $_3$,它显示出从反铁磁绝缘体到金属的流体静压下的相反的转变。我们的工作为极性金属LiOsO $_3$的磁性和导电性的调控提供了一条可行的途径。
2019-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Symmetry analysis of strain, electric and magnetic fields in the $\text{Bi}_2\text{Se}_3$-class of topological insulators
基于群论的论点,我们推导出最一般的哈密顿的$\text{Bi}_2\text{Se}_3$类材料,包括第三阶的波矢量,第一阶的电场和磁场,第一阶的应变和第一阶的应变和波矢量。分析了应变对$\text{Bi}_2\text{Se}_3$电子结构的影响。对于最实验相关的表面终止,我们解析推导出的表面态谱,揭示了各向异性狄拉克锥与椭圆恒定能量counturs引起不同的速度在不同的面内方向。应变$\text{Bi}_2\text{Se}_3$的自旋动量锁定被修改,并为一些应变配置,我们看到一个非零自旋分量垂直于表面。因此,应变控制可以用于通过自旋-轨道耦合来操纵自旋自由度。我们表明,对于薄膜的$\text{Bi}_2\text{Se}_3$的表面状态的带隙引起的相对表面之间的耦合的变化相反的体带隙下的应变。通过应变调节表面态带隙,为厚度相关带隙的实验研究和光学性质的优化提供了新的可能性,光电探测器和能量收集应用。最后,我们推导出有效质量张量的Bi $_2$ Se $_3$类材料的应变和电场的函数的解析表达式。
2018-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Room temperature Mott metal-insulator transition in V2O3 compounds induced via strain-engineering
本文通过异质外延应变工程在纯V2O3和1.5% Cr掺杂V2O3薄膜中实现了室温Mott金属-绝缘体转变,获得了高达100,000%的电阻率变化和宽范围光学常数,并提出了以面内晶格常数为可调参数的新相图,为下一代Mott器件开辟了新途径。
2021-01-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quasi-2D anomalous Hall Mott insulator of topologically engineered Jeff =1/2 electrons
我们研究了[(SrIrO 3)1/(CaTiO 3)1]中赝自旋半正方晶格Hubbard哈密顿量的实验玩具模型系统,包括非平凡的复杂跳跃和适度的电子关联.虽然前者诱导电子贝里阶段预期从弱耦合限制,后者稳定的反铁磁(AFM)莫特绝缘体基态类似于强耦合限制。在实际系统中,他们的综合结果被发现是一个反常的霍尔效应与非单调的温度依赖性,由于在莫特状态的电子-空穴配对的自竞争,和一个异常大的伊辛各向异性,被捕获为一个巨大的磁振子的超交换方法以外的差距。这种不寻常的现象突出了中间耦合机制中电子拓扑和电子相关性的丰富相互作用,这在理论建模中很大程度上是未经探索和具有挑战性的。
2022-06-03 cond-mat.str-el
Metal-Insulator transition in strained Graphene: A quantum Monte carlo study
基于应变调谐效应对石墨烯电子性质的可能性,采用量子蒙特卡罗方法对单轴蜂窝晶格上半金属-莫特绝缘体相变过程进行了数值模拟.由于我们的模拟是基于半满排斥哈伯德模型,该系统是无符号问题。本文中,温度依赖性DC电导率用于表征电子输运性质。这些数据表明,在应变的存在下,金属被抑制。更有趣的是,在有限尺寸标度研究中,一个新的反铁磁相出现在$U\sim U_{c}$附近。因此,建立了相互作用与应变竞争的相图,这可能有助于扩大应变效应在石墨烯上的应用。
2021-09-23 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
Possible strain induced Mott gap collapse in 1T-TaS$_2$
调节物质的电子性质是科学研究和应用中的基本兴趣。最近,在原始层状过渡金属二硫属化物1 T-TaS $_2$中报道了莫特绝缘体-金属转变,其中转变由光激发、门控嵌入或电压脉冲触发。然而,突然的绝缘体-金属转变阻碍了对转变如何演变的探索。在这里,我们报告的应变作为一个可能的新的调谐参数,以诱导莫特间隙崩溃在1 T-TaS $_2$。在应变丰富的区域,我们发现一个镶嵌态,不同的域内具有不同的电子态密度。在波纹表面中,我们进一步观察和分析了从Mott能隙态到金属态的平滑演化。我们的研究结果为理解绝缘体-金属转变提供了新的思路,并促进了未来开关器件设计中的可控应变工程。
2020-05-28 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
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
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
Interaction driven metal-insulator transition in strained graphene
电子-电子相互作用是否可以驱动石墨烯在现实的实验条件下的金属到绝缘体的转变的问题得到解决。使用三种有代表性的方法来计算$π$ -石墨烯中的电子之间的有效长程库仑相互作用,并使用量子蒙特卡罗方法求解基态,我们认为,没有应变,石墨烯保持金属性,并且将衬底从SiO $_2$改变为悬浮样品几乎没有任何区别。相比之下,施加一个相当大的-但实验上现实的-均匀和各向同性的应变约$15\%$似乎是一个有前途的路线,使石墨烯成为反铁磁莫特绝缘体。
2015-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strain mediated suppression of the metal-insulator transition in EuNiO3 thin films
超薄外延薄膜EuNiO 3生长在一系列的衬底上穿越高度压缩(-2.4%),高度拉伸(2.5%)的晶格失配。X-射线衍射测量表明,预期的c-晶格参数位移的压缩应变,但没有检测到的位移拉伸应变基板,而倒易空间映射证实拉伸应变膜保持外延相干。运输测量表明,连续(从拉伸到压缩)较低的电阻和完全抑制的金属绝缘体过渡在高度压缩晶格失配。证实这些发现,X射线吸收光谱测量显示,在拉伸样品中有一个强的多重态分裂,随着压缩应变的增加而逐渐减弱,结合簇计算,显示Ni-d和O-p轨道之间的共价增强导致金属态。
2013-07-29 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
Enhancement of the Residual Linear Term in the Thermal Conductivity of Kondo Insulator SmB6 under Uniaxial Tensile Strain
最近在近藤绝缘体SmB 6上的实验揭示了体激发可能是不带电荷的费米子。这将导致热导率中的剩余线性项,该项在实验中没有普遍观察到。为了解决这个谜团,我们引入了一种新的对称几何进行热输运测量下的应变。磁场无关的残留线性项被发现在磁通量生长的SmB6在名义零应变,和他们的拉伸应变下,这是已知的修改Sm价生长。一个小的生长依赖性的Sm价的差异可能会解释所观察到的差异。我们讨论了在SmB6体激发理论的限制。
2022-06-21 cond-mat.str-el physics.ins-det
Strain induced orbital dynamics across the Metal Insulator transition in thin VO2/TiO2(001) films
VO 2是一种强相关材料,其在加热(T= 67° C)时经历与结构相变耦合的可逆金属绝缘体转变(MIT)。自绝缘态被发现以来,绝缘态的性质一直存在争议,并提出了不同的固态机制来解释其性质:莫特-哈伯德相关,佩尔斯扭曲或两者的组合。此外,对于不同自由度之间的相互作用:电荷,晶格,轨道以及它们如何对MIT做出贡献,现在仍然缺乏共识。在这篇手稿中,我们将调查整个麻省理工学院的轨道演变引起的拉伸应变施加到薄VO 2膜。应变膜允许研究轨道和晶格自由度之间的相互作用,并澄清MIT属性。
2020-01-12 cond-mat.str-el
Straintronics across Lieb-Kagome interconversion and variable transport scaling exponents
提出一种低温应变调制方案,实现强关联 Lieb 与 Kagome 格子间的重入金属-绝缘体相变与相互转换,发现剪切应变能稳定中间金属相,并证实体系具有可变输运标度指数和非费米液体物理特征。
2025-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Effect of strain on the orbital and magnetic ordering of manganite thin films and their interface with an insulator
研究了均匀单轴应变对薄膜锰氧化物基态电子组态的影响。我们的模型哈密顿量包括双交换,Jahn-Teller电子晶格耦合,和反铁磁超交换。应变的产生是由于绝缘衬底和锰氧化物之间的晶格失配,这产生了四角畸变。这是包括在模型中,通过修改的跳跃幅度和Mn e_g水平之间的能量分裂的引入。我们分析了半掺杂锰氧化物的体性质和铁磁性金属锰氧化物与绝缘衬底之间界面处的电子重构。应变驱动的轨道选择修改的电子性质和磁有序的锰氧化物和它们的界面。
2010-09-23 cond-mat.str-el
Martensitic accommodation strain and the metal-insulator transition in manganites
在本文中,我们报告了锰氧化物的偏振光显微镜和电输运研究,揭示了这些化合物中的电荷有序转变表现出典型的马氏体转变特征。我们表明,特定的电子性质的电荷有序锰氧化物干从马氏体适应应变和强电子相关的影响相结合。陶瓷样品中的晶界强烈地影响这种本征应变。因此,我们的研究表明,多晶样品的低场磁电阻显著增强,电阻率存在晶粒尺寸效应,这表明这类锰氧化物的输运性质受电荷无序绝缘相的控制,该绝缘相在低温下通过马氏体的调节应变而稳定。该相对应变和磁场的高敏感性导致了各种惊人的现象,例如在低磁场中异常高的磁阻(10 ^10%)。
2001-07-30 cond-mat.str-el
Insulator-like behavior coexisting with metallic electronic structure in strained FeSe thin films grown by molecular beam epitaxy
本文报道了~10 nm厚的FeSe薄膜在其电阻率的温度依赖性方面表现出类似绝缘体的行为,即使体FeSe具有金属电子结构,已被证实的光电子能谱和第一性原理计算。这种明显的矛盾可以用导带中形成的势垒来解释。用分子束外延方法制备了不同[Fe]/[Se]的超薄FeSe外延膜,并根据其晶格应变和电学性质将其分为两类。随着[Fe]/[Se]的增加,晶格常数a增加,晶格常数c减小,当[Fe]/[Se]为1.1时,晶格常数a趋于稳定,晶格常数c开始减小。因此,当[Fe]/[Se]为1.1时,FeSe膜具有最大的应变晶格,但是这些膜在结晶度和表面平坦度方面具有最好的质量。[Fe]/[Se]为0.8-1.9的所有FeSe薄膜均表现出类似绝缘体的行为,但其电阻率的温度依赖性在富Se区和富Fe区之间表现出不同的激活能Ea;即,Ea在[Fe]/[Se]=1.1时很小(几meV),但在[Fe]/[Se]更高时跃升至~25 meV。当[Fe]/[Se]=1.1时,薄膜的Ea最小,为1.1 meV,在35 K时发生了绝缘体-超导转变,在栅偏压下为零电阻。富铁膜的大Ea归因于不寻常的晶格应变与拉伸面内和松弛的面外应变。与[Fe]/[Se]= 1.1的膜(~17 meV)相比,[Fe]/[Se]> 1.1的膜的大Ea导致低迁移率,导带中用于渗滤载流子传导的高势垒为~50 meV。因此,富铁薄膜表现出显着的绝缘体的行为…
2019-01-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic interactions in a vacancy-engineered honeycomb lattice: Transition from a nodal-line semimetal to a magnetic insulator
本研究通过平均场计算与量子蒙特卡洛模拟,发现半填充耗尽型多孔石墨烯晶格的Hubbard模型在任意弱排斥相互作用下从节线半金属转变为绝缘反铁磁相,为调控量子材料磁性质提供新途径。
2025-05-23 cond-mat.str-el
Flux-induced midgap states between strain-engineered flat bands
本研究发现对蜂窝晶格施加非均匀应变可隔离半整数量化通量涡旋的俘获态,产生位于赝朗道能级间的局域midgap态,该机制可改善非阿贝尔任意子局域性,还可作为双曲几何相关低能理论的试验台。
2023-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Strain-induced partially flat band, helical snake states, and interface superconductivity in topological crystalline insulators
IV-VI族化合物中的拓扑晶体绝缘体在低能量下具有由多谷无质量狄拉克费米子组成的新颖拓扑表面态。在这里,我们表明,应变一般作为一个有效的规范场这些狄拉克费米子,并创建伪朗道轨道没有打破时间反演对称性。我们预测实现这种现象在IV-VI半导体异质结,由于自然发生的失配位错阵列在界面处,产生周期性变化的应变场。值得注意的是,零能朗道轨道在狄拉克点附近形成一个平带,并在更高的能量下与蛇态网络共存。我们建议,这种平带的高密度的状态引起的界面超导电性在异常高的温度下观察到的IV-VI族半导体多层膜,与非BCS行为。我们的工作展示了一条改变宏观电子性质以实现部分平坦带的新途径,并为实现新的关联态物质铺平了道路。
2014-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Engineering Fractional Chern Insulators through Periodic Strain in Monolayer Graphene and Transition Metal Dichalcogenides
本文提出在周期性应变的单层石墨烯和过渡金属二硫族化物中实现相互作用驱动的分数陈绝缘体,通过多体严格对角化证实了多种拓扑态,并揭示了高陈数能带中挑战现有理论的新拓扑态。
2024-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ultrafast insulator-to-metal transition in VO$_2$ nanostructures assisted by picosecond strain pulses
应变工程是一种强大的技术,它利用特定空间分布的静态外部或内部应力来控制凝聚材料和纳米结构的基本性质。这种先进的技术在空间中调制载流子密度和迁移率、光吸收,以及在强相关系统中调制相位,例如绝缘体/金属或铁磁/顺磁。然而,虽然成功地达到纳米长度尺度,但应变工程尚未被降低到超快时间尺度,从而允许在太赫兹频率下对物质状态进行应变辅助控制。在我们的工作中,我们展示了一个控制的光驱动的绝缘体到金属相变的皮秒应变脉冲,这铺平了道路,超快应变工程纳米结构的相变。这是通过用170 fs激光和皮秒应变脉冲同时激发VO $_2$ nanohillocks来实现的。通过监测瞬态光学反射率的VO $_2$,我们表明,应变脉冲,取决于在光激发的时刻的应变的符号,增加或减少的分数VO $_2$经历超快相变。在超快光致非热转变过程中施加中等幅度的瞬态应变$\sim0.1$ %,使VOPDMATHABMM在激光诱导相的分数改变$\sim1$ %。相比之下,如果在光激发之后施加,当材料的相变由热过程控制时,相同幅度的瞬态应变对相态不产生可测量的影响。
2018-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Confinement-engineered superconductor to correlated-insulator transition in a van der Waals monolayer
过渡金属二硫属化物(transition metal dichalcogenides,TMDC)是一类具有多种不同量子基态的二维材料。特别地,d $^3$ TMDC是具有各种对称破缺状态的典型材料,包括电荷密度波、超导性和磁性。在这个家族中,NbSe $_2$是研究最好的超导材料之一,直到单层极限。尽管它的超导性质,各种结果指向强电子排斥在NbSe $_2$。在这里,我们通过量子限制实验控制的相互作用的强度,并使用低温扫描隧道显微镜(STM)和光谱(STS),以证明NbSe $_2$是在密切接近相关的绝缘状态。这揭示了NbSe $_2$中竞争相互作用的共存,通过约束控制的相互作用产生从超导到绝缘量子关联态的转变。我们的研究结果表明,在NbSe $_2$的相互作用的戏剧性的作用,建立NbSe $_2$作为一个相关的超导体与竞争的相互作用。
2022-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anyon-Impurity Bound States in Quantum-Engineered Fractional Chern Insulators
International Solvay Institutes(国际索尔维研究所);Center for Nonlinear Phenomena and Complex Systems, Université Libre de Bruxelles(布鲁塞尔自由大学非线性现象与复杂系统中心);Department of Physics and Arnold Sommerfeld Center for Theoretical Physics (ASC), Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑大学物理系及阿诺德·索末菲理论物理中心);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心)
该研究在量子工程分数量子霍尔绝缘体的 Harper-Hofstadter 模型中,结合分析与数值方法表征任意子-杂质束缚态,证明其结合能可测准空穴分数电荷,为任意子操控与编织提供可行实验路径。
2026-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas 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
Exploring Novel Quantum Criticality in Strained Graphene
应变调谐越来越被认为是一个干净的调谐参数,以诱导量子物质的新行为。出于应变石墨烯高达$20$ %的可能性,我们调查新的量子临界由于应变诱导的各向异性能带结构和临界反铁磁自旋波动(AFSF)之间的相互作用,在这种设置。我们详细介绍了这种相互作用如何驱动$(i)$之间的Dirac半金属非相干赝隙金属相关的绝缘体作为应变的函数($ε$)的量子相变(QPT),和$(ii)$临界AFSF驱动的发散极化率在临界应变附近($ε_{c}$)表现为磁热膨胀和Grüneisen系数的临界奇异性。在大应变的相关带绝缘体提供实现的二维二聚自旋单重态由于这种相互作用,我们认为如何掺杂这样的绝缘体可以导致自旋-电荷分离的金属,导致异常的金属性和可能的非常规超导性。在更广泛的方面,我们的工作有助于说明应变调谐量子材料可实现的新状态的范围。
2016-11-14 cond-mat.str-el
Heterointerface engineered electronic and magnetic phases of NdNiO3 thin films
莫特物理的特征是在部分填充的能带中相互作用驱动的金属到绝缘体的转变。在绝缘状态下,局部磁矩的反铁磁序通常会发展,但在极少数情况下,即使在零温度下也不会出现长程磁序,使系统成为量子自旋液体。一个基本的和技术上至关重要的问题是,人们是否可以调整潜在的能量景观,以控制金属到绝缘体和Néel转变,甚至稳定潜在的亚稳相,理想情况下,在适合应用的平台上。在这里,我们演示了如何实现这一点,在NdNiO 3与不同程度的晶格失配的dielectric薄膜,并报告的量子临界行为没有报告在散装运输测量和共振X射线光谱/散射。特别是,对反铁磁莫特绝缘状态的衰变成非费米液体,我们发现的证据,量子金属到绝缘体的过渡,跨越非磁性绝缘相。
2013-11-19 cond-mat.str-el
Strain induced superconductor-insulator transition on Lieb lattice
本文报道了Lieb晶格上应变诱导超导体-绝缘体量子相变的数值研究。基于非微扰蒙特卡罗技术,我们表明,在二维的s-波超导体经历过渡到一个高度相关的玻色子绝缘体的影响下的应变,施加交错跳跃振幅。我们进一步证明了应变诱导的BCS-BEC交叉在超导状态,这样的超导体-绝缘体之间的玻色子超导体和玻色子绝缘体的转变发生。我们的结果表明,这是对超导秩序,这决定了这种交叉的色散带的贡献。据我们所知,这是第一个工作报告的理论研究的“无序”超导体绝缘体相变的系统与Lieb晶格结构。随着Lieb晶格在超冷原子气体、光子晶格以及固态系统中的实验实现,我们相信本文的结果对这类新型量子相变的实验研究具有重要意义。我们进一步讨论了这种系统在有限温度下的命运,突出了超导对形成,热标度和准粒子行为的波动的影响。我们的非微扰数值方法的问题,使我们能够准确地捕捉到系统的热尺度,并为我们提供了平均场估计的基态属性。本文讨论的高温准粒子签名有望作为基准的实验,如射频和动量分辨射频光谱测量系统,如超冷原子气体。
2020-05-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con