复杂氧化物界面中的能带对齐与电荷转移

过渡金属异质结构的合成目前是设计新型功能材料中最活跃的领域之一。本文提出了一种简单方案来预测复杂氧化物界面中的能带对齐和电荷转移。对于半导体异质结构，如著名的 Anderson 规则或 Schottky-Mott 规则这样的能带对齐规则是基于体材料组分的功函数或电子亲和势的比较。由于单一功函数近似的无效性，该方案对氧化物不成立，如近期所证明的 (Phys. Rev. B 93, 235116; Adv. Funct. Mater. 26, 5471)。这里我们提出了一种新方案，其基于化合物共享氧网络中价态的连续性条件。它允许预测本征电荷转移的符号和相对振幅，仅以组分体材料性质的信息作为输入。我们通过数值密度泛函理论模拟以及（可用的）实验证据来支持我们的结论。具体应用包括 i) 利用 4d 和 5d 过渡金属氧化物对 SrTiO₃ 层进行受控掺杂，以及 ii) 通过调节电荷转移来控制锰氧化物中的磁有序。