物理所复杂氧化物界面二维电子液体的光电协同场效应研究取得进展.PDF

物理所复杂氧化物界面二维电子液体的光电协同场效应研究取得进展 链接：/tech/70517.html 来源：物理研究所 物理所复杂氧化物界面二维电子液体的光电协同场效应研究取得进展 物理所复杂氧化物界面二维电子液体的光电协同场效应研究取得进展 链接：/tech/70517.html 来源：物理研究所 物理所复杂氧化物界面二维电子液体的光电协同场效应研究取得进展 链接：/tech/70517.html 来源：物理研究所 研究发现，当条件合适时，在电子关联氧化物异质界面LaAlO3/SrTiO3（LAO/STO）附近可形成二维电子液体。与 常规半导体二维电子气不同，势阱中的电子具有d电子特征，可以占据不同的d轨道，从而带来了一系列新特性，例 如磁场依赖的输运行为、铁磁性和超导电性等。 由于维度限制，二维电子体系通常表现出强场效应-门电压可以大幅度调节电子浓度与迁移率，从而使体系历经不 同量子状态，进而大大拓宽新奇物理效应的探索空间。通过磁场与门电压的组合调控，在二维电子气体系中人们曾经 发现了一系列新奇量子效应，例如量子霍尔效应与分数量子霍尔效应。最典型的半导体晶体管场效应管也是以场效应 为基础的。 场效应对二维电子体系的调节是建立在电容效应的基础上的，通过电容的充放电过程，实现对异质界面电子气体浓 度以及迁移率的调控。但是，LAO/STO 异质界面的二维电子液体浓度比常规半导体二维电子气高近一个量级，远远 超出了电容效应调控的范围，因而寻找新的调控原理与方法是二维电子液体新奇物理效应探索的关键。 最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)磁学国家重点实验室孙继荣课题组博士研究生雷雨 、李莹等通过光电协同作用，发现了新的场效应调控原理，进而实现了氧化物二维电子液体输运行为的大范围调控。 他们发现，光激发与门电压的协同作用可以导致SrTiO3界面晶格膨胀，对称性破缺，进而出现光电诱导的界面电极化 ，后者产生了对于异质界面电子液体的额外调控，使场效应大幅度增强。以异质界面电阻的调控为例，新机制导致的 电阻变化比单独门电压调控的效果高近两个量级。 他们还进一步揭示了光电协同调控的原理，发现电场导致LAO/STO附近氧空位在SrTiO3中的迁移。伴随这一过程 ，SrTiO3晶格平行于电场方向发生明显膨胀。电场单独作用下，这一过程非常慢以致很难测量，原因是氧空位通常聚 集成团，迁移率极低。光激发导致了氧空位团簇解体，大大提高了氧空位的迁移率，因而晶格畸变过程加速。这一工 作不但揭示了SrTiO3这一典型的复杂氧化物体不为人知的一面，更重要的展示了多场协同调控的巨大潜力，为二维电 5554(2014)】。相关研究得到了国家自然科学基金委员会和科技部有关基金的支持。 原文地址：/tech/70517.html Powered by TCPDF ()