LaAlO$_3$/SrTiO$_3$异质结处的内建与诱导极化
材料科学
2013-12-30 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
以带相反电荷的极性表面为终端的离子晶体本质上是不稳定的，预期会发生表面重构以维持静电稳定性。本质上，在带相反电荷的原子平面之间产生的电场会引起随厚度发散的内建电势。然而，在超薄膜形式下，预期极性晶体无需表面重构即可保持稳定，但内建电势一直难以观测。在此，我们展示了在\sto ~衬底上生长的极性\lao ~薄膜中存在内建电势的证据，该系统因在界面处形成电子气而闻名。通过在\lao ~上的电子气与金属栅极之间进行电子隧穿测量，我们测得\lao ~中的内建电场为93 meV/\AA。此外，电容测量揭示了在\sto ~中靠近界面处存在诱导偶极矩，阐明了\sto ~衬底的一个独特性质。我们预见离子内建电势将作为现有及新型器件架构中的额外调谐参数，特别是随着氧化物界面的原子级控制获得广泛发展。
关键词
引用
@article{arxiv.1005.4257,
title = {Built-in and induced polarization across LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ heterojunctions},
author = {Guneeta Singh-Bhalla and Christopher Bell and Jayakanth Ravichandran and Wolter Siemons and Yasuyuki Hikita and Sayeef Salahuddin and Arthur F. Hebard and Harold Y. Hwang and Ramamoorthy Ramesh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1005.4257},
year = {2013}
}
备注
6 pages, 4 figures. Submitted to Nature physics on May 1st, 2010