سطح مرزی لانتان آلومینات- تیتانات استرانسیم

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

سطح مرزی لانتان آلومینات- تیتانات استرانسیم (انگلیسی: Lanthanum aluminate-strontium titanate interface)

A red rectangle of LAO sits atop a rectangle of STO. A green 2D electron gas is sketched at the interface.

سطح مرزی بین لانتان آلومینات (LaAlO3) و تیتانات استرانسیم (SrTiO3) یک مرز قابل توجه در بین مواد است زیرا خواصی را نشان می‌دهد که در مواد تشکیل‌دهنده آن به‌طور جداگانه وجود ندارد. به‌طور جداگانه LaAlO3 و SrTiO3 عایقهای غیر مغناطیسی هستند. اما سطح مرزی LaAlO3/SrTiO3 می‌تواند خواص مقاومت الکتریکی،[۱] ابررسانایی،[۲] فرومغناطیس،[۳]مقاومت مغناطیسی منفی بزرگ درون صفحه‌ای،[۴] و فوتورسانندگی پایدار غول‌پیکر[۵] از خود نشان دهد. مطالعه چگونگی ظهور این ویژگی‌ها در سطح مرزی LaAlO3/SrTiO3 یک حوزه تحقیقاتی رو به رشد در فیزیک ماده چگال به‌شمار می‌رود.

خواص نوظهور[ویرایش]

رسانایی[ویرایش]

در شرایط مناسب، سطح مرزی بین LaAlO3/SrTiO3 مانند یک فلز، دارای رسانایی الکتریکی است. وابستگی زاویه‌ای نوسانات شوبنیکوف-دهاس نشان‌دهنده آن است که رسانایی دو بعدی است،[۶] که باعث می‌شود بسیاری از محققان از آن به عنوان یک گاز الکترونی دو بعدی (2DEG) یاد کنند. دو بعدی بودن به این معنی نیست که ضخامت رسانایی صفر است، بلکه به این معناست که الکترون‌ها فقط در دو جهت حرکت می‌کنند. گاهی نیز به آن مایع الکترونی دو بعدی (2DEL) نیز می‌گویند تا بر اهمیت برهمکنش‌های بین الکترونی تأکید شود.[۷]

شرایط لازم برای هدایت الکتریکی[ویرایش]

تمام سطح‌های مرزی LaAlO3/SrTiO3 رسانا نیستند. به‌طور معمول، رسانایی تنها زمانی حاصل می‌شود که:

  • مرز LaAlO3/SrTiO3در امتداد شاخص میلر ۰۰۱٬۱۱۰ و ۱۱۱ باشد.
  • LaAlO3 و SrTiO3 کریستالی و برآرایی باشند.
  • سمت SrTiO3 مرز به TiO2 ختم شود (که باعث می‌شود سمت LaAlO3 مرز با LaO خاتمه یابد)[۱]
  • لایه LaAlO3 حداقل به اندازه ۴ سلول واحد ضخامت داشته‌باشد.[۸]

رسانایی همچنین هنگامی که SrTiO3 با فضای خالی اکسیژن آلایش شده باشد نیز ایجاد می‌شود. با این حال، در این صورت، مرز از نظر فنی به جای LaAlO3/SrTiO3−x،LaAlO3/SrTiO3 است.

فرضیه رسانایی[ویرایش]

منبع رسانایی در مرز LaAlO3/SrTiO3 سالهاست که مورد بحث بوده‌است. SrTiO3 یک‌نیمه رسانا با شکاف انرژی گسترده‌است که می‌تواند به روش‌های مختلف با نیم‌رسانا نوع N مورد آلایش قرار گیرد. روشن کردن مکانیسم پشت رسانایی هدف اصلی تحقیقات فعلی است. چهار فرضیه اصلی عبارتند از:

  • دروازه قطبی
  • جای خالی اکسیژن
  • آمیخته شدن
  • تغییر شکل سازه‌ای
دروازه قطبی[ویرایش]

دروازه قطبی اولین مکانیزمی بود که برای توضیح رسانایی در سطح مرزی بین LaAlO3/SrTiO3 استفاده شد.[۱] فرض می‌شود که LaAlO 3 که در جهت ۰۰۱ قطبی است (با صفحات متناوب بار مثبت و منفی)، به عنوان یک دروازه الکترواستاتیک در نیمه رسانای SrTiO3 عمل می‌کند.[۱] هنگامی که لایه LaAlO3 ضخیم‌تر از سه سلول واحد رشد می‌کند، انرژی ظرفیت پیوند آن از تراز فرمی بالاتر می‌رود و باعث ایجاد حفره‌هایی (یا جای خالی اکسیژن با بار مثبت[۹])در سطح بیرونی LaAlO3 می‌شود. بار مثبت روی سطح LaAlO3 بار منفی را به حالت‌های موجود مجاور جذب می‌کند. در مورد سطح مرزی بین LaAlO3/SrTiO3، این بدان معناست که الکترون‌ها بر روی سطح SrTiO3، در پیوندهای Ti d تجمع می‌کنند.

نقطه قوت فرضیه دروازهٔ قطبی این است که توضیح می‌دهد چرا رسانایی به ضخامت حداقلی چهار سلول واحد LaAlO3 نیاز دارد و توضیح می‌دهد که چرا رسانایی نیاز دارد تا SrTiO3 به TiO2 خاتمه یابد. فرضیه دروازهٔ قطبی همچنین توضیح می‌دهد که چرا آلیاژ کردن LaAlO3 ضخامت حداقلی رسانایی را افزایش می‌دهد.[۱۰]

یکی از ضعف‌های این فرضیه این است که پیش‌بینی می‌کند که لایه‌های LaAlO3 باید یک میدان الکتریکی داخلی از خود نشان دهند. تاکنون، آزمایش‌های گسیل نوری اشعه ایکس[۱۱][۱۲][۱۳][۱۴] و آزمایش‌های دیگر[۱۵][۱۶][۱۷] میدان داخلی کمی در لایه‌های LaAlO3 نشان داده‌اند. فرضیه دروازهٔ قطبی همچنین نمی‌تواند توضیح دهد که چرا وقتی لایه‌های LaAlO3 نازک‌تر از ضخامت حداقلی برای هدایت هستند، Ti3+ شناسایی می‌شود.[۱۲]

فرضیه دروازهٔ قطبی گاهی اوقات فرضیه فاجعه قطبی نامیده می‌شود،[۱۸] که به سناریوی خلاف واقع اشاره می‌کند که در آن الکترون‌ها در سطح مشترک جمع نمی‌شوند و در عوض ولتاژ در LaAlO3 تا بی‌نهایت افزایش میابد. به این فرضیه، فرضیه بازسازی الکترونیکی نیز گفته می‌شود،[۱۸] که این واقعیت را برجسته می‌کند که الکترون‌ها، نه یون‌ها، برای جبران ولتاژ درحال افزایش حرکت می‌کنند.

جای خالی اکسیژن[ویرایش]

فرضیه دیگر این است که رسانایی از الکترون‌های آزاد به جا مانده از جای خالی اکسیژن در SrTiO3 به وجود می‌آید.[۱۹] SrTiO3 به راحتی توسط جاهای خالی اکسیژن آلایش می‌شود، بنابراین این در ابتدا یک فرضیه امیدوارکننده در نظر گرفته می‌شد. با این حال، اندازه‌گیری‌های طیف‌سنجی اتلاف انرژی الکترون، چگالی فضای خالی اکسیژن را بسیار کمتر از چگالی حداقلی لازم برای الکترون آزاد شده اندازه‌گیری کرده‌اند.[۲۰] احتمال پیشنهادی دیگر این است که جای خالی اکسیژن در سطح LaAlO3 از راه دور با SrTiO3 آلایش می‌کند.[۱۲] در شرایط رشد عمومی، مکانیسم‌های متعددی می‌توانند با هم وجود داشته باشند. یک مطالعه سیستماتیک[۲۱] در یک فضای پارامتر رشد گسترده، نقش‌های متفاوتی را توسط تشکیل فضای خالی اکسیژن و دروازه‌های قطبی در سطح‌های مرزی مختلف نشان داد. یک تفاوت آشکار بین فضای خالی اکسیژن و دروازه قطبی در ایجاد رسانایی مرز این است که حامل‌های خالی اکسیژن از نظر حرارتی فعال هستند، زیرا سطح اهداکننده جای خالی اکسیژن معمولاً از پیوند هدایت SrTiO3 جدا می‌شود و در نتیجه اثر انجماد حامل را نشان می‌دهد.[۲۲] در مقابل در دمهای پایین؛ حامل‌هایی که از دروازه قطبی منشأ می‌گیرند به نوار رسانایی SrTiO3 (اوربیتال‌های Ti 3d) منتقل می‌شوند و بنابراین منحط می‌شوند.[۲۱]

آمیختگی[ویرایش]

لانتان یک ماده آلایش شده شناخته شده در SrTiO3است،[۲۳] بنابراین مطرح شده‌است که La از LaAlO3 با SrTiO3 مخلوط شده و آن را از نوع n آلایش می‌کند. مطالعات متعدد نشان داده‌اند که اختلاط در مرز صورت می‌گیرد؛[۲۴] با این حال، مشخص نیست که آیا اختلاط کافی برای ارائه همه حامل‌های آزاد وجود دارد یا خیر. برای مثال، یک سطح مرزی معکوس بین یک لایه SrTiO3 و یک بستر LaAlO3 عایق است.[۲۵]

تغییر شکل سازه‌ای[ویرایش]

فرضیه چهارم این است که ساختار کریستالی LaAlO3 در پاسخ به کرنش از سمت SrTiO3 تحت چرخش‌های هشت وجهی قرار می‌گیرد. این چرخش‌های هشت‌وجهی در LaAlO3 چرخش‌های هشت‌وجهی را در SrTiO33 القا می‌کنند، و عرض پیوند Ti d را به اندازه‌ای افزایش می‌دهند که الکترون‌ها دیگر متمرکز نیستند.[۲۶]

ابررسانایی[ویرایش]

ابررسانایی برای اولین بار در سال ۲۰۰۷ در سطح مرزی LaAlO3/SrTiO با دمای بحرانیmK ~۲۰۰ مشاهده شد.[۲۷] مانند رسانایی، ابررسانایی به نظر دو بعدی است.[۲]

فرومغناطیس[ویرایش]

نشانه‌های فرومغناطیس در LaAlO3/SrTiO3 برای اولین بار در سال ۲۰۰۷ مشاهده شد، زمانی که محققان هلندی پسماند مغناطیسی را در مقاومت مغناطیسی LaAlO3/SrTiO3 مشاهده کردند.[۲۸] اندازه‌گیری‌های بعدی با مغناطیس‌سنجی گشتاور نشان داد که مغناطیس در LaAlO3/SrTiO3 تا دمای اتاق ادامه دارد.[۲۹] در سال ۲۰۱۱، محققان دانشگاه استنفورد از یک اسکن اسکوئد برای تصویربرداری مستقیم از فرومغناطیس استفاده کردند و دریافتند که این موضوع در تکه‌های ناهمگن رخ می‌دهد.[۳] مانند رسانایی در LaAlO3/SrTiO3، مغناطیس تنها زمانی ظاهر شد که لایه‌های LaAlO3 ضخیم‌تر از چند سلول واحد بودند.[۳۰] با این حال، برخلاف رسانایی، مغناطیس در سطوح منتهی به SrO و همچنین سطوح منتهی به TiO2 دیده شد.[۳۰] کشف فرومغناطیس در یک سیستم مواد که همچنین ابررسانا است، موجی از تحقیق و بحث را برانگیخت، زیرا فرومغناطیس و ابررسانایی تقریباً هرگز با هم وجود ندارند.[۳] فرومغناطیس برای تراز کردن به چرخش‌های الکترون نیاز دارد، در حالی که ابررسانایی معمولاً به چرخش‌های الکترونی برای ضد تراز شدن نیاز دارد.

مقاومت مغناطیسی[ویرایش]

اندازه‌گیری مقاومت مغناطیسی یک ابزار آزمایش اصلی است که برای درک خواص الکترونیکی مواد استفاده می‌شود. مقاومت مغناطیسی سطح مرزی LaAlO3/SrTiO3 برای آشکار کردن ماهیت دو بعدی رسانش، غلظت حامل (از طریق اثر هال)، تحرک الکترون‌ها و موارد دیگر استفاده شده‌است.[۶]

میدان اعمال‌شده خارج از صفحه[ویرایش]

در میدان مغناطیسی کم، مقاومت مغناطیسی LaAlO3/SrTiO3 در مقابل میدان سهموی است، همان‌طور که برای یک فلز معمولی انتظار می‌رود.[۳۱] با این حال، در میدان‌های بالاتر، به نظر می‌رسد که مقاومت مغناطیسی در مقابل میدان خطی می‌شود.[۳۱] مقاومت مغناطیسی خطی می‌تواند دلایل زیادی داشته باشد، اما تاکنون هیچ توافق علمی در مورد علت مقاومت مغناطیسی خطی در سطح مرزی LaAlO3/SrTiO3 وجود ندارد.[۳۱] مقاومت مغناطیسی خطی نیز در کریستال‌های خالص SrTiO3 اندازه‌گیری شده‌است،[۳۲] بنابراین ممکن است با خواص نوظهور سطح مرزی ارتباطی نداشته باشد.

میدان ایجاد شده در صفحه[ویرایش]

در دمای پایین (T <30 K)، سطح مرزی LaAlO3/SrTiO3 مقاومت مغناطیسی درون صفحه‌ای منفی نشان می‌دهد،[۳۱] که گاهی به بزرگی ۹۰٪- می‌رسد.[۳۳] مقاومت مغناطیسی منفی بزرگ درون صفحه به برهمکنش مدار چرخشی تقویت‌شده سطح مرزی نسبت داده شده‌است.[۳۳][۳۴]

توزیع گاز الکترون در سطح مرزی LaAlO3/SrTiO3[ویرایش]

به‌طور تجربی، مشخصات چگالی بار گاز الکترونی در سطح مشترک LaAlO3/SrTiO3 دارای یک شکل شدیداً نامتقارن با واپاشی اولیه سریع در طول اولین 2 nm و دنباله مشخصی است که تا حدود 11 nm امتداد دارد.[۳۵][۳۶] طیف گسترده‌ای از محاسبات نظری این نتیجه را تأیید می‌کند. نکته مهم در بدست آوردن توزیع الکترون، این است که باید ثابت دی الکتریک وابسته به میدان SrTiO3 را در نظر گرفت.[۳۷][۳۸][۳۹]

مقایسه با سایر گازهای الکترونی دو بعدی[ویرایش]

گاز الکترونی دو بعدی که در سطح مرزی LaAlO3/SrTiO3 بوجود می‌آید به دو دلیل اصلی قابل توجه است. اولاً، غلظت حامل بسیار بالایی در حدود 1013 cm−2 دارد. دوم، اگر فرضیه دروازه‌ای قطبی درست باشد، گاز الکترونی دوبعدی این پتانسیل را دارد که بر خلاف سایر گازهای الکترونی دوبعدی که برای شکل‌گیری نیاز به آلایش یا دروازه دارند، کاملاً عاری از درهم‌ریختگی باشد. با این حال، تاکنون محققان نتوانسته‌اند مرزی را ترکیب کنند که شرایط مطلوب نابجایی کم را تحقق بخشند.

روش‌های سنتز[ویرایش]

The diagram shows the following: A laser beam is focused by a lens, enters a vacuum chamber, and hits a dot labeled target. A plasma plume is shown leaving the target and heading toward a heated substrate.
سطح مرزی با شلیک لیزر به یک هدف LaAlO3 سنتز می‌شوند. مواد ساییده شده از هدف خارج می‌شوند و روی یک کریستال گرم شده SrTiO3 فرود می‌آیند.

اکثر سطح‌های مرزی LaAlO3/SrTiO3 با استفاده از رسوب لیزر پالسی سنتز می‌شوند. یک لیزر پرقدرت یک هدف LaAlO3/SrTiO3 را از بین می‌برد و ستون مواد خارج شده روی یک بستر گرم شده SrTiO3 رسوب می‌کند. شرایط معمول مورد استفاده عبارتند از:

  • طول موج لیزر 248 nm
  • شار لیزری J/cm2 0.5 تا 2 J/cm2[۴۰]
  • دمای بستر ۶۰۰ °C تا ۸۵۰ °C[۲۸]
  • فشار اکسیژن پس زمینه 5-10 Torr تا3-10[۲۸]

برخی از سطح‌های مرزی LaAlO3/SrTiO3 نیز توسط برآرایی پرتو-مولکولی، کندوپاش، و رسوب لایه اتمی سنتز شده‌اند.[۴۱]

سطح‌های مرزی مشابه[ویرایش]

برای درک بهتر سطح مرزی LaAlO3/SrTiO3، محققان تعدادی سطح مرزی مشابه بین دیگر لایه‌های پروسکایت قطبی و SrTiO3 سنتز کرده‌اند. برخی از این آنالوگ‌ها خواصی شبیه به LaAlO3/SrTiO3 دارند، اما برخی از آنها چنین نیستند.

سطح‌های مرزی رسانا[ویرایش]

سطح‌های مرزی عایق[ویرایش]

کاربردها[ویرایش]

از سال ۲۰۱۵، هیچ برنامه‌ای برای استفاده تجاری از سطح مرزی LaAlO3/SrTiO3 وجود ندارد. با این حال، کاربردهایی پیشنهاد شده‌اند، از جمله دستگاه‌های اثر میدانی، حسگرها، آشکارسازهای نوری، و ترموالکتریک؛[۵۵] LaVO3/SrTiO3 نیز می‌تواند با راندمان پایین[۵۶]در سلول‌ها خورشیدی استفاده شود.[۵۷]

منابع[ویرایش]

  1. ↑ ۱٫۰ ۱٫۱ ۱٫۲ ۱٫۳ Ohtomo, A.; Hwang (29 Jan 2004). "A high-mobility electron gas at the LaAlO3/SrTiO3 heterointerface". Nature. 427 (6973): 423–426. Bibcode:2004Natur.427..423O. doi:10.1038/nature02308. PMID 14749825. S2CID 4419873.
  2. ↑ ۲٫۰ ۲٫۱ Gariglio, S.; Reyren, N.; Caviglia, A. D.; Triscone, J. -M. (31 March 2009). "Superconductivity at the LaAlO3/SrTiO3 interface". Journal of Physics: Condensed Matter. 21 (16): 164213. Bibcode:2009JPCM...21p4213G. doi:10.1088/0953-8984/21/16/164213. PMID 21825393. S2CID 41420637.
  3. ↑ ۳٫۰ ۳٫۱ ۳٫۲ Bert, Julie A.; Kalisky, Bell; Kim, Hikita; Hwang, Moler (4 September 2011). "Direct imaging of the coexistence of ferromagnetism and superconductivity at the LaAlO3/SrTiO3 interface". Nature Physics. 7 (10): 767–771. arXiv:1108.3150. Bibcode:2011NatPh...7..767B. doi:10.1038/nphys2079. S2CID 10809252.
  4. ↑ Ben Shalom, M.; Sachs, Rakhmilevitch; Palevski, Dagan (26 March 2010). "Tuning Spin-Orbit Coupling and Superconductivity at the SrTiO3/LaAlO3 Interface: A Magnetotransport Study". Physical Review Letters. 104 (12). arXiv:1001.0781. Bibcode:2010PhRvL.104l6802B. doi:10.1103/PhysRevLett.104.126802. PMID 20366556. S2CID 43174779.
  5. ↑ Tebano, Antonello; E Fabbri; D Pergolesi; G Balestrino; E Traversa (19 January 2012). "Room-Temperature Giant Persistent Photoconductivity in SrTiO3/LaAlO3 Heterostructures". ACS Nano. 6 (2): 1278–1283. doi:10.1021/nn203991q. PMID 22260261.
  6. ↑ ۶٫۰ ۶٫۱ Caviglia, A. D.; Gariglio, Cancellieri; Sacepe, Fete; Reyren, Gabay; Morpurgo, Triscone (1 December 2010). "Two-Dimensional Quantum Oscillations of the Conductance at LaAlO3/SrTiO3 Interfaces". Physical Review Letters. 105 (23): 236802. arXiv:1007.4941. Bibcode:2010PhRvL.105w6802C. doi:10.1103/PhysRevLett.105.236802. PMID 21231492. S2CID 20721463.
  7. ↑ Breitschaft, M; V. Tinkl; N. Pavlenko; S. Paetel; C. Richter; J. R. Kirtley; Y. C. Liao; G. Hammerl; V. Eyert; T. Kopp; J. Mannhart (2010). "Two-dimensional electron liquid state at LaAlO3-SrTiO3 interfaces". Physical Review B. 81 (15): 153414. arXiv:0907.1176. Bibcode:2010PhRvB..81o3414B. doi:10.1103/PhysRevB.81.153414. S2CID 119183930.
  8. ↑ Thiel, S.; Hammerl, Schmehl; Schneider, Mannhart (29 September 2006). "Tunable Quasi-Two-Dimensional Electron Gases in Oxide Heterostructures". Science. 313 (5795): 1942–1945. Bibcode:2006Sci...313.1942T. doi:10.1126/science.1131091. PMID 16931719. S2CID 31701967.
  9. ↑ Robertson, J.; S. J. Clark (28 Feb 2011). "Limits to doping in oxides" (PDF). Physical Review B. 83 (7): 075205. Bibcode:2011PhRvB..83g5205R. doi:10.1103/PhysRevB.83.075205.
  10. ↑ Reinle-Schmitt, M.L.; Cancellieri, Li; Fontaine, Medarde; Pomjakushina, Scheider; Gariglio, Ghosez; Triscone, Willmott (3 July 2012). "Tunable conductivity threshold at polar oxide interfaces". Nature Communications. 3: 932. Bibcode:2012NatCo...3..932R. doi:10.1038/ncomms1936. PMID 22760631.
  11. ↑ Berner, G.; A. Müller; F. Pfaff; J. Walde; C. Richter; J. Mannhart; S. Thiess; A. Gloskovskii; W. Drube; M. Sing; R. Claessen (6 September 2013). "Band alignment in LaAlO3/SrTiO3 oxide heterostructures inferred from hard x-ray photoelectron spectroscopy" (PDF). Physical Review B. 88 (11): 115111. Bibcode:2013PhRvB..88k5111B. doi:10.1103/PhysRevB.88.115111.
  12. ↑ ۱۲٫۰ ۱۲٫۱ ۱۲٫۲ Slooten, E.; Zhong; Molegraaf; Eerkes; de Jong; Massee; van Heumen; Kruize; Wenderich; Kleibeuker; Gorgoi; Hilgenkamp; Brinkman; Huijben; Rijnders; Blank; Koster; Kelly; Golden (25 February 2013). "Hard x-ray photoemission and density functional theory study of the internal electric field in SrTiO3/LaAlO3 oxide heterostructures". Physical Review B. 87 (8): 085128. arXiv:1301.2179. Bibcode:2013PhRvB..87h5128S. doi:10.1103/PhysRevB.87.085128. S2CID 119302902.
  13. ↑ Drera, G.; G. Salvinelli; A. Brinkman; M. Huijben; G. Koster; H. Hilgenkamp; G. Rijnders; D. Visentin; L. Sangaletti (25 February 2013). "Band offsets and density of Ti3+ states probed by x-ray photoemission on LaAlO3/SrTiO3 heterointerfaces and their LaAlO3 and SrTiO3 bulk precursors". Physical Review B. 87 (7): 075435. arXiv:1211.5519. Bibcode:2013PhRvB..87g5435D. doi:10.1103/PhysRevB.87.075435. S2CID 118543781.
  14. ↑ Segal, Y.; J. H. Ngai; J. W. Reiner; F. J. Walker; C. H. Ahn (23 December 2009). "X-ray photoemission studies of the metal-insulator transition in LaAlO3/SrTiO3 structures grown by molecular beam epitaxy". Physical Review B. 80 (24): 241107. Bibcode:2009PhRvB..80x1107S. doi:10.1103/PhysRevB.80.241107.
  15. ↑ Huang, Bo-Chao; Ya-Ping Chiu; Po-Cheng Huang; Wen-Ching Wang; Vu Thanh Tra; Jan-Chi Yang; Qing He; Jiunn-Yuan Lin; Chia-Seng Chang; Ying-Hao Chu (12 December 2012). "Mapping Band Alignment across Complex Oxide Heterointerfaces". Physical Review Letters. 109 (24): 246807. Bibcode:2012PhRvL.109x6807H. doi:10.1103/PhysRevLett.109.246807. PMID 23368366.
  16. ↑ Cancellieri, C.; D. Fontaine; S. Gariglio; N. Reyren; A. D. Caviglia; A. Fête; S. J. Leake; S. A. Pauli; P. R. Willmott; M. Stengel; Ph Ghosez; J. -M. Triscone (28 July 2011). "Electrostriction at the LaAlO3/SrTiO3 Interface". Physical Review Letters. 107 (5): 056102. Bibcode:2011PhRvL.107e6102C. doi:10.1103/PhysRevLett.107.056102. PMID 21867080.
  17. ↑ Singh-Bhalla, Guneeta; Christopher Bell; Jayakanth Ravichandran; Wolter Siemons; Yasuyuki Hikita; Sayeef Salahuddin; Arthur F. Hebard; Harold Y. Hwang; Ramamoorthy Ramesh (2011). "Built-in and induced polarization across LaAlO3/SrTiO3 heterojunctions". Nature Physics. 7 (1): 80–86. arXiv:1005.4257. Bibcode:2011NatPh...7...80S. doi:10.1038/nphys1814. S2CID 118619964.
  18. ↑ ۱۸٫۰ ۱۸٫۱ Savoia, A; D. Paparo; P. Perna; Z. Ristic; M. Salluzzo; F. Miletto Granozio; U. Scotti di Uccio; C. Richter; S. Thiel; J. Mannhart; L. Marrucci (4 September 2009). "Polar catastrophe and electronic reconstructions at the LaAlO3/SrTiO3 interface: Evidence from optical second harmonic generation". Physical Review B. 80 (7): 075110. arXiv:0901.3331. Bibcode:2009PhRvB..80g5110S. doi:10.1103/PhysRevB.80.075110. S2CID 52218313.
  19. ↑ Kalabukhov, Alexey; Robert Gunnarsson; Johan Börjesson; Eva Olsson; Tord Claeson; Dag Winkler (1214). "Effect of oxygen vacancies in the SrTiO3 substrate on the electrical properties of the LaAlO3/SrTiO3 interface". Physical Review B. 75 (12): 121404. arXiv:cond-mat/0603501. Bibcode:2007PhRvB..75l1404K. doi:10.1103/PhysRevB.75.121404.
  20. ↑ Cantoni; Gazquez, Granozio; Oxley, Varela; Lupini, Pennycook; Aruta, Uccio; Perna, Maccariello (2012). "Electron Transfer and Ionic Displacements at the Origin of the 2D Electron Gas at the LAO/STO Interface: Direct Measurements with Atomic-Column Spatial Resolution". Advanced Materials. 24 (29): 3952–3957. arXiv:1206.4578. doi:10.1002/adma.201200667. PMID 22711448. S2CID 205245068.
  21. ↑ ۲۱٫۰ ۲۱٫۱ Z. Q. Liu; C. J. Li; W. M. Lu; Z. Huang; S. W. Zeng; X. P. Qiu; L. S. Huang; A. Annadi; J. S. Chen; J. M. D. Coey; T. Venkatesan; Ariando (30 May 2013). "Origin of the two-dimensional electron gas at LaAlO3/SrTiO3 interfaces - The role of oxygen vacancies and electronic reconstruction". Physical Review X. 3 (2): 021010. arXiv:1305.5016. Bibcode:2013PhRvX...3b1010L. doi:10.1103/PhysRevX.3.021010. S2CID 67826728.
  22. ↑ Z. Q. Liu; D. P. Leusink; X. Wang; M. M. Lu; K. Gopinadhan; A. Annadi; Y. L. Zhao; X. H. Huang; S. W. Zeng; Z. Huang; A. Srivastava; S. Dhar; T. Venkatesan; Ariando (28 September 2011). "Metal-insulator transition in SrTiO3−x thin films induced by frozen-out carriers". Physical Review Letters. 107 (14): 146802. arXiv:1102.5595. Bibcode:2011PhRvL.107n6802L. doi:10.1103/PhysRevLett.107.146802. PMID 22112172. S2CID 118510146.
  23. ↑ Frederikse, H.P.R.; W.R. Hosler (September 1967). "Hall Mobility in SrTiO3". Phys. Rev. 161 (3): 822–827. Bibcode:1967PhRv..161..822F. doi:10.1103/PhysRev.161.822.
  24. ↑ Qiao, L; Droubay, Shutthanandan; Zhu, Chambers (16 July 2010). "Thermodynamic instability at the stoichiometric LaAlO3/SrTiO3(001) interface". Journal of Physics: Condensed Matter. 22 (31): 312201. Bibcode:2010JPCM...22E2201Q. doi:10.1088/0953-8984/22/31/312201. PMID 21399356. S2CID 23348620.
  25. ↑ Z. Q. Liu; Z. Huang; W. M. Lu; K. Gopinadhan; X. Wang; A. Annadi; T. Venkatesan; Ariando (14 February 2012). "Atomically flat interface between a single-terminated LaAlO3 substrate and SrTiO3 thin film is insulating". AIP Advances. 2 (1): 012147. arXiv:1205.1305. Bibcode:2012AIPA....2a2147L. doi:10.1063/1.3688772. S2CID 93909701.
  26. ↑ Schoofs, Frank; Carpenter; Vickers; Egilmez; Fix; Kleibeuker; MacManus-Driscoll; Blamire (8 April 2013). "Carrier density modulation by structural distortions at modified LaAlO3/SrTiO3 interfaces". Journal of Physics: Condensed Matter. 25 (17): 175005. Bibcode:2013JPCM...25q5005S. doi:10.1088/0953-8984/25/17/175005. PMID 23567541. S2CID 206039541.
  27. ↑ Reyren, N.; S. Thiel; A. D. Caviglia; L. Fitting Kourkoutis; G. Hammerl; C. Richter; C. W. Schneider; T. Kopp; A. -S. Rüetschi; D. Jaccard; M. Gabay; D. A. Muller; J. -M. Triscone; J. Mannhart (2 Aug 2007). "Superconducting Interfaces Between Insulating Oxides" (PDF). Science. 317 (5842): 1196–1199. Bibcode:2007Sci...317.1196R. doi:10.1126/science.1146006. PMID 17673621. S2CID 22212323.
  28. ↑ ۲۸٫۰ ۲۸٫۱ ۲۸٫۲ Brinkman, A.; Huijben; van Zalk; Huijben; Zeitler; Maan; van der Wiel; Rijnders; Blank; Hilgenkamp (3 June 2007). "Magnetic effects at the interface between non-magnetic oxides". Nature Materials. 6 (7): 493–496. arXiv:cond-mat/0703028. Bibcode:2007NatMa...6..493B. doi:10.1038/nmat1931. hdl:2066/34526. PMID 17546035. S2CID 3184840.
  29. ↑ Ariando; X. Wang; G. Baskaran; Z. Q. Liu; J. Huijben; J. B. Yi; A. Annadi; A. Roy Barman; A. Rusydi; S. Dhar; Y. P. Feng; J. Ding; H. Hilgenkamp; T. Venkatesan (8 February 2011). "Electronic phase separation at the LaAlO3/SrTiO3 interface". Nature Communications. 2: 188. Bibcode:2011NatCo...2..188A. doi:10.1038/ncomms1192. PMID 21304517.
  30. ↑ ۳۰٫۰ ۳۰٫۱ Kalisky, Beena; Julie A. Bert; Brannon B. Klopfer; Christopher Bell; Hiroki K. Sato; Masayuki Hosoda; Yasuyuki Hikita; Harold Y. Hwang; Kathryn A. Moler (5 January 2012). "Critical thickness for ferromagnetism in LaAlO3/SrTiO3 heterostructures". Nature Communications. 3 (922): 922. arXiv:1201.1063. Bibcode:2012NatCo...3..922K. doi:10.1038/ncomms1931. PMID 22735450. S2CID 205313268.
  31. ↑ ۳۱٫۰ ۳۱٫۱ ۳۱٫۲ ۳۱٫۳ Wang, X.; Lu; Annadi; Liu; Gopinadhan; Dhar; Venkatesan; Ariando (8 August 2011). "Magnetoresistance of two-dimensional and three-dimensional electron gas in LaAlO3/SrTiO3 heterostructures: Influence of magnetic ordering, interface scattering, and dimensionality". Physical Review B. 84 (7): 075312. arXiv:1110.5290. Bibcode:2011PhRvB..84g5312W. doi:10.1103/PhysRevB.84.075312. S2CID 117052649.
  32. ↑ Z. Q. Liu, Z. Q.; W. M. Lu; X. Wang; Z. Huang; A. Annadi; S. W. Zeng; T. Venkatesan; Ariando (2012). "Magnetic-field induced resistivity minimum with in-plane linear magnetoresistance of the Fermi liquid in SrTiO3−x single crystals". Physical Review B. 85 (15): 155114. arXiv:1204.1901. Bibcode:2012PhRvB..85o5114L. doi:10.1103/PhysRevB.85.155114. S2CID 119214768.
  33. ↑ ۳۳٫۰ ۳۳٫۱ Ben Shalom, M.; Sachs, Rakhmilevitch; Palevski, Dagan (26 March 2010). "Tuning Spin-Orbit Coupling and Superconductivity at the SrTiO3/LaAlO3 Interface: A Magnetotransport Study". Physical Review Letters. 104 (12): 126802. arXiv:1001.0781. Bibcode:2010PhRvL.104l6802B. doi:10.1103/PhysRevLett.104.126802. PMID 20366556. S2CID 43174779.
  34. ↑ Flekser, E.; Ben Shalom; Kim; Bell; Hikita; Hwang; Dagan (11 September 2012). "Magnetotransport effects in polar versus non-polar SrTiO3 based heterostructures". Physical Review B. 86 (12): 121104. arXiv:1207.6057. Bibcode:2012PhRvB..86l1104F. doi:10.1103/PhysRevB.86.121104. S2CID 118539802.
  35. ↑ Dubroka, A.; M. Rössle; K. W. Kim; V. K. Malik; L. Schultz; S. Thiel; C. W. Schneider; J. Mannhart; G. Herranz; O. Copie; M. Bibes; A. Barthélémy; C. Bernhard (2010). "Dynamical Response and Confinement of the Electrons at the LaAlO3/SrTiO3 Interface". Phys. Rev. Lett. 104 (15): 156807. arXiv:0910.0741. Bibcode:2010PhRvL.104o6807D. doi:10.1103/PhysRevLett.104.156807. PMID 20482010. S2CID 33063548.
  36. ↑ Yamada, Y.; Hiroki K. Sato; Yasuyuki Hikita; Harold Y. Hwang; Yoshihiko Kanemitsu (2014). "Spatial density profile of electrons near the LaAlO3/SrTiO3heterointerface revealed by time-resolved photoluminescence spectroscopy". Appl. Phys. Lett. 104 (15): 151907. Bibcode:2014ApPhL.104o1907Y. doi:10.1063/1.4872171. hdl:2433/185716.
  37. ↑ Park, Se Young; Andrew J. Millis (2013). "Charge density distribution and optical response of the LaAlO3/SrTiO3 interface". Phys. Rev. B. 87 (20): 205145. arXiv:1302.7290. Bibcode:2013PhRvB..87t5145P. doi:10.1103/PhysRevB.87.205145. S2CID 54847550.
  38. ↑ Khalsa, G.; A. H. MacDonald (2012). "Theory of the SrTiO3 surface state two-dimensional electron gas". Phys. Rev. B. 86 (12): 125121. arXiv:1205.4362. Bibcode:2012PhRvB..86l5121K. doi:10.1103/PhysRevB.86.125121. S2CID 119290632.
  39. ↑ Reich, K.V.; M. Schecter; B. I. Shklovskii (2015). "Accumulation, inversion, and depletion layers in SrTiO3". Phys. Rev. B. 91 (11): 115303. arXiv:1412.6024. Bibcode:2015PhRvB..91k5303R. doi:10.1103/PhysRevB.91.115303. S2CID 119290936.
  40. ↑ Sato, H. K.; Bell; Hikita; Hwang (25 June 2013). "Stoichiometry control of the electronic properties of the LaAlO3/SrTiO3 heterointerface". Applied Physics Letters. 102 (25): 251602. arXiv:1304.7830. Bibcode:2013ApPhL.102y1602S. doi:10.1063/1.4812353. S2CID 119206875.
  41. ↑ ۴۱٫۰ ۴۱٫۱ ۴۱٫۲ ۴۱٫۳ ۴۱٫۴ Lee, Sang Woon; Yiqun Liu; Jaeyeong Heo; Roy G. Gordon (21 August 2012). "Creation and Control of Two-Dimensional Electron Gas Using Al-Based Amorphous Oxides/SrTiO3 Heterostructures Grown by Atomic Layer Deposition". Nano Letters. 12 (9): 4775–4783. Bibcode:2012NanoL..12.4775L. doi:10.1021/nl302214x. PMID 22908907. S2CID 207714545.
  42. ↑ Moetakef, Pouya; Cain; Ouellette; Zhang; Klenov; Janotti; Van de Walle; Rajan; Allen; Stemmer (9 December 2011). "Electrostatic carrier doping of GdTiO3/SrTiO3 interfaces". Applied Physics Letters. 99 (23): 232116. arXiv:1111.4684. Bibcode:2011ApPhL..99w2116M. doi:10.1063/1.3669402. S2CID 42983365.
  43. ↑ ۴۳٫۰ ۴۳٫۱ He, C.; Sanders; Gray; Wong; Mehta; Suzuki (1 August 2012). "Metal-insulator transitions in epitaxial LaVO3 and LaTiO3 films". Physical Review B. 86 (8): 081401. Bibcode:2012PhRvB..86h1401H. doi:10.1103/PhysRevB.86.081401.
  44. ↑ ۴۴٫۰ ۴۴٫۱ Perna, P.; Maccariello; Radovic; Scott di Uccio; Pallecchi; Codda; Marre; Cantoni; Gazquez; Varela; Pennycook; Granozio (2010). "Conducting interfaces between band insulating oxides: The LaGaO3/SrTiO3 heterostructure". Applied Physics Letters. 97 (15): 152111. arXiv:1001.3956. Bibcode:2010ApPhL..97o2111P. doi:10.1063/1.3496440. S2CID 117752035.
  45. ↑ ۴۵٫۰ ۴۵٫۱ ۴۵٫۲ Annadi, A.; Putra, Liu; Wang, Gopinadhan; Huang, Dhar; Vekatesan, Ariando (27 August 2012). "Electronic correlation and strain effects at the interfaces between polar and nonpolar complex oxides". Physical Review B. 86 (8): 085450. arXiv:1208.0410. Bibcode:2012PhRvB..86h5450A. doi:10.1103/PhysRevB.86.085450. S2CID 119189867.
  46. ↑ ۴۶٫۰ ۴۶٫۱ Monti, Mark. "The effect of epitaxial strain and R3+ magnetism on the interfaces between polar perovskites and SrTiO3" (PDF). PhD Thesis. University of Texas at Austin. Retrieved 2 August 2013.[پیوند مرده]
  47. ↑ Chang, C. -P.; J. G. Lin; H. T. Jeng; S. -L. Cheng; W. F. Pong; Y. C. Shao; Y. Y. Chin; H. -J. Lin; C. W. Chen; J. -R. Yang; C. H. Chen; M. -W. Chu (19 February 2013). "Atomic-scale observation of a graded polar discontinuity and a localized two-dimensional electron density at an insulating oxide interface". Physical Review B. 87 (7): 075129. Bibcode:2013PhRvB..87g5129C. doi:10.1103/PhysRevB.87.075129.
  48. ↑ Chen, Y. Z.; Bovet, Trier; Christensen, Qu; Andersen, Kasama; Zhang, Giraud; Dufouleur, Jespersen; Sun, SMith; Nygard, Lu; Buchner, Shen; Linderoth, Pryds (22 January 2013). "A high-mobility two-dimensional electron gas at the spinel/perovskite interface of γ-Al2O3/SrTiO3". Nature Communications. 4 (4): 1371. arXiv:1304.0336. Bibcode:2013NatCo...4.1371C. doi:10.1038/ncomms2394. PMID 23340411. S2CID 205315181.
  49. ↑ Reinle-Schmitt, M.L.; Cancellieri, Li; Fontaine, Medarde; Pomjakushina, Scheider; Gariglio, Ghosez; Triscone, Willmott (3 July 2012). "Tunable conductivity threshold at polar oxide interfaces". Nature Communications. 3: 932. Bibcode:2012NatCo...3..932R. doi:10.1038/ncomms1936. PMID 22760631.
  50. ↑ Li, D.F.; Yan Wang; J.Y. Dai (24 March 2011). "Tunable electronic transport properties of DyScO3/SrTiO3 polar heterointerface". Applied Physics Letters. 98 (12): 122108. Bibcode:2011ApPhL..98l2108L. doi:10.1063/1.3570694. hdl:10397/4781.
  51. ↑ Kalabukhov, A.; R. Gunnarsson; T. Claeson; D. Winkler (9 April 2007). "Electrical transport properties of polar heterointerface between KTaO3 and SrTiO3". arXiv:0704.1050 [cond-mat.mtrl-sci].
  52. ↑ Chen, Yunzhong; Felix Trier; Takeshi Kasama; Dennis V. Christensen; Nicolas Bovet; Zoltan I. Balogh; Han Li; Karl Tor Sune Thydén; Wei Zhang; Sadegh Yazdi; Poul Norby; Nini Pryds; Søren Linderoth (18 Feb 2015). "Creation of High Mobility Two-Dimensional Electron Gases via Strain Induced Polarization at an Otherwise Nonpolar Complex Oxide Interface". Nano Letters. 15 (3): 1849–1854. arXiv:1502.06364. Bibcode:2015NanoL..15.1849C. doi:10.1021/nl504622w. PMID 25692804. S2CID 45144785.
  53. ↑ Chambers, S. A.; Qiao; Droubay; Kaspar; Arey; Sushko (7 November 2011). "Band Alignment, Built-In Potential, and the Absence of Conductivity at the LaCrO3/SrTiO3(001) Heterojunction". Physical Review Letters. 107 (20): 206802. Bibcode:2011PhRvL.107t6802C. doi:10.1103/PhysRevLett.107.206802. PMID 22181755.
  54. ↑ Salluzzo, M.; S. Gariglio; D. Stornaiuolo; V. Sessi; S. Rusponi; C. Piamonteze; G. M. De Luca; M. Minola; D. Marré; A. Gadaleta; H. Brune; F. Nolting; N. B. Brookes; G. Ghiringhelli (22 August 2013). "Origin of Interface Magnetism in BiMnO3/SrTiO3 and LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures". Physical Review Letters. 111 (8): 087204. arXiv:1305.2226. Bibcode:2013PhRvL.111h7204S. doi:10.1103/PhysRevLett.111.087204. PMID 24010471. S2CID 1736954.
  55. ↑ Bogorin, Daniela F.; Irvin, Patrick; Cen, Cheng; Levy, Jeremy (24 November 2010). "LaAlO3/SrTiO3-Based Device Concepts". In Tsymbal, E.Y.; Dagotto, E.; Eom, C.B.; Ramesh, R. (eds.). Multifunctional Oxide Heterostructures. Oxford University Press. arXiv:1011.5290. Bibcode:2010arXiv1011.5290B.
  56. ↑ Lingfei Wang; Yongfeng Li; Ashok Bera; Chun Ma; Feng Jin; Kaidi Yuan; Wanjian Yin; Adrian David; Wei Chen; Wenbin Wu; Wilfrid Prellier; Suhuai Wei; Tom Wu (2015). "Device Performance of the Mott Insulator LaVO3 as a Photovoltaic Material". Physical Review Applied. 3 (6): 064015. Bibcode:2015PhRvP...3f4015W. doi:10.1103/PhysRevApplied.3.064015.
  57. ↑ Elias Assmann; Peter Blaha; Robert Laskowski; Karsten Held; Satoshi Okamoto; Giorgio Sangiovanni (2013). "Oxide Heterostructures for Efficient Solar Cells". Phys. Rev. Lett. 110 (7): 078701. arXiv:1301.1314. Bibcode:2013PhRvL.110g8701A. doi:10.1103/PhysRevLett.110.078701. PMID 25166418. S2CID 749031.
برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=سطح_مرزی_لانتان_آلومینات-_تیتانات_استرانسیم&oldid=37094420»