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SrTiO$_3$ 中的积累层、反型层与耗尽层

强关联电子 2015-03-09 v5

摘要

我们研究了具有大且非线性介电响应的晶体(如 SrTiO3\mathrm{SrTiO_3})中积累层、反型层和耗尽层的电势与电子密度深度轮廓。我们使用 Landau-Ginzburg 自由能展开描述晶格介电响应。在积累层和反型层中,我们得到了电子气宽度 dd 对外加电场 D0D_0 的新非线性依赖关系。特别重要的是所预测的积累层(包括 LaAlO3/SrTiO3\mathrm{LaAlO_3/SrTiO_3} 界面)的电子密度轮廓 n(x)(x+d)12/7n(x) \propto (x+d)^{-12/7},其中 dD07/5d \propto D_0^{-7/5}。我们将此轮廓与现有数据进行比较,发现令人满意的一致性。对于耗尽层,我们发现电容对电压的非线性依赖关系非常规。我们还通过在 Landau-Ginzburg 自由能中添加梯度项,评估了空间色散在介电响应中的作用。

关键词

引用

@article{arxiv.1412.6024,
  title  = {Accumulation, inversion, and depletion layers in SrTiO$_3$},
  author = {K. V. Reich and M. Schecter and B. I. Shklovskii},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1412.6024},
  year   = {2015}
}