钙钛矿氧化物异质结构中表面终止的直接观测与控制
材料科学
2021-06-09 v1
摘要
量子材料的界面行为导致涌现现象，如二维电子气、量子相变与亚稳态功能相。用于原位与实时表面敏感表征的探针对于外延合成以及异质结构与超晶格的原子尺度工程的主动监测与控制至关重要。终止切换，尤其作为三元复杂氧化物中的界面过程，已使用多种探针研究，通常为非原位；然而，对此现象的直接观测尚缺。为满足该需求，我们建立了用于脉冲激光沉积的原位与实时反射高能电子衍射与俄歇电子能谱，其在薄膜沉积期间提供表面的结构与成分信息。利用这一独特能力，我们首次展示 SrTiO3 与 SrRuO3 复杂氧化物异质结构中表面终止的直接观测与控制。密度泛函理论计算捕捉了所观测结构的能量学与稳定性并阐明其电子行为。该演示开辟了在原子尺度监测与控制材料成分的新途径，以实现对涌现现象及电子学、光子学与能源应用具有控制能力的下一代异质结构。
引用
@article{arxiv.2102.05022,
title = {Direct Observation and Control of Surface Termination in Perovskite Oxide Heterostructures},
author = {Thomas Orvis and Tengfei Cao and Mythili Surendran and Harish Kumarasubramanian and Austin Cunniff and Rohan Mishra and Jayakanth Ravichandran},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.05022},
year = {2021}
}
备注
23 pages, 3 figures, submitted to ACS Nano Letters