通过向铁电绝缘体电荷转移构建人工二维极性金属

在单一体系中集成多种性质对于电子器件的持续发展至关重要。然而，某些物理性质在本质上相互排斥。在此，我们报道了在室温下，铁电 Ba$_{0.2}$Sr$_{0.8}$TiO$_3$ 薄膜于 LaAlO$_3$/Ba$_{0.2}$Sr$_{0.8}$TiO$_3$ 界面处两种看似互斥的性质——极性与二维导电性——的共存。约 3.2 nm 厚的 Ba$_{0.2}$Sr$_{0.8}$TiO$_3$ 薄膜的极性得以保持，同时具有约每晶胞 0.05 个电子的二维可动载流子密度。我们表明，由 LaAlO$_3$ 的内建电场与 Ba$_{0.2}$Sr$_{0.8}$TiO$_3$ 的极化之间的竞争所导致的电子重构，是这一反常二维导电极性相的成因。利用氧化物界面处互斥性质通过电子重构实现共存这一通用概念，或可适用于其他强关联氧化物界面，从而为新型纳米电子学应用开启功能性纳米材料的新窗口。