在 KTaO3 (111) 界面自旋极化二维电子气中 Dirac 类费米子的弱局域化与反局域化竞争
强关联电子
2025-11-14 v1
摘要
二维电子气 (2DEG) 在氧化物界面上的量子传输现象因其在自旋电子器件和量子信息技术中的潜力而引起广泛关注。本文系统性地研究了由欧罗巴氧化物界面形成的自旋极化 2DEG 的量子电导修正，这些界面由欧罗巴镱掺杂氧化物 EuTiO3 (ETO) 薄膜与 (111) 取向的 KTaO3 (KTO) 衬底构成。异常霍尔效应和磁阻抗的滞回行为提供了 2DEG 中长程铁磁有序的明确证据，这可以归因于界面 Eu 掺杂以及 ETO 层的磁近似效应。铁磁化导致 2DEG 中时间反演对称性的破缺，并结合自旋轨道耦合效应，产生非平凡的 Berry 相位。这导致 KTO (111) 界面上 Dirac 类费米子量子传输中弱局域化 (WL) 与弱反局域化 (WAL) 之间的竞争。值得注意的是，这种竞争行为可以通过光学加压实现，即通过光激发导致的费米能级位移进行调节。我们的发现表明，基于自旋极化氧化物 2DEG 的可控平台为量子传输开辟了新的应用方向，为自旋轨道电子学和拓扑电子学应用提供了新途径。
引用
@article{arxiv.2511.09986,
title = {Competition between Weak Localization and Antilocalization of Dirac-like Fermions in a Spin-Polarized Two-Dimensional Electron Gas at KTaO3 (111) Interface},
author = {Hui Zhang and Daming Tian and Xiaobing Chen and Lu Chen and Min Li and Yetong Bai and Fengxia Hu and Baogen Shen and Jirong Sun and Weisheng Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.09986},
year = {2025}
}