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具有可调基态的稀释氧化物界面
摘要： 两种氧化物绝缘体（如LaAlO3/SrTiO3，简称LAO/STO）之间的金属界面为电子学和自旋电子学提供了新机遇。然而由于多轨道电子态的存在，调控界面基态和金属-绝缘体转变等特性仍具挑战性。本研究报道了通过铁磁性绝缘体LaMnO3合金化LAO（且不形成晶格无序、不改变体系极性）所实现的LAO/STO相图意外可调性：当LaAl1?xMnxO3/STO（0 ≤ x ≤ 1）的锰掺杂水平x增加时，界面在临界载流子密度nc = 2.8 × 1013 cm?2处发生x = 0.225的Lifshitz转变，并观测到超导转变温度峰值TSC ≈255 mK。此外，LaAl1?xMnxO3在x ≥ 0.25时呈现铁磁性。值得注意的是，在x = 0.3时（此时金属界面仅由dxy电子占据且即将转变为绝缘态），可重复获得兼具超导特性与明显反?；舳вΓ?.6 × 1012 cm?2 < ns ≤ 1.1 × 1013 cm?2）的同一器件。这为定制氧化物界面以实现按需设计的电子和自旋电子器件提供了独特有效途径。
关键词： 反?；舳в?、二维电子液、氧化物界面、超导性、金属-绝缘体转变
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于KTaO?的具有5d轨道的二维电子气的异常电学与光学调控
摘要： 控制低维电子系统中的电子过程对基础研究和应用研究都至关重要。先前大多数研究聚焦于基于SrTiO3的二维电子气(2DEGs)，本文则报道了对费米能级介于~13 meV至~488 meV之间的非晶LaAlO3/KTaO3 2DEGs的全面研究。最重要的发现是当费米能级跨越313 meV时Rashba自旋轨道耦合(SOC)发生剧烈变化：SOC有效场先跃升后下降，形成约2.6 T的尖峰。超过313 meV后会出现额外种类的可移动电子，其霍尔迁移率增强50倍。我们建立了宽能域内自旋弛豫距离与能带填充程度的关系，表明最大自旋进动长度达~70.1 nm，最大Rashba自旋分裂能达~30 meV——这两个数值均远超既往报道值。密度泛函理论计算证实，这些异常现象与由5d电子构成的2DEGs独特能带结构密切相关。本研究进一步深化了对钙钛矿导电界面（特别是由5d过渡金属氧化物构成的界面）的理解。
关键词： 氧化物界面、自旋轨道耦合、二维电子气、光学门控、门控效应
更新于2025-09-23 15:22:29
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先进碳化硅器件与工艺 || 利用椭圆偏振光谱法研究SiC/氧化物界面结构
摘要： 我们利用光谱椭偏仪研究了SiC/氧化物界面结构。通过观测斜坡状氧化层，获得了热生长氧化层光学常数的深度分布，结果表明存在约1纳米厚的界面层，其折射率高于SiC和SiO2。在可见光至深紫外光谱范围内测量了界面层光学常数的波长色散特性，发现这些界面层虽折射率比SiC高约1个单位，但具有与SiC相似的色散规律，这说明界面层既非过渡层也非粗糙层，而是改性SiC（如应变态或组分改变的SiC）。采用原位椭偏仪实时观测SiC氧化过程时，发现薄氧化层区域存在类似Si氧化的生长速率增强现象，该现象无法用现有Si氧化Deal-Grove模型解释。通过测量初始氧化阶段氧化速率对温度及氧分压的依赖关系，我们在提出的SiC氧化界面硅-碳发射模型框架内，探讨了界面结构及其形成机制。
关键词： 界面态密度，碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管，碳化硅/氧化物界面，碳化硅氧化机制，光谱椭偏仪
更新于2025-09-23 15:22:29
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带有铁电性的旋转涡旋
摘要： 铁电极化使得在氧化物界面处磁斯格明子的产生与调控成为可能。用电场控制磁性是一项新兴的科学挑战，具有重大的技术意义。以电力操控磁化所需的较低功率为具有前所未有的性能的功能器件开辟了令人兴奋的前景。铁电材料特别适用，因为它们具有可通过施加电场进行切换的自发电极化。已经证明，与薄膜铁磁体接界的铁电体可以改变铁磁体在界面附近的电子结构，从而通过铁电极化控制界面磁化和磁序等特性。现在，Lingfei Wang及其同事在《自然·材料》上撰文，为铁电控制的纳米级磁性带来了新视角。他们展示了一种利用氧化物界面固有铁电极化来创建和操控磁纳米级涡旋（即斯格明子）的策略。
关键词： 氧化物界面、铁电极化、斯格明子、纳米尺度磁性、戴利阿申-莫里亚相互作用
更新于2025-09-23 15:21:01