无限层铜氧化物 Sr$_{1-x}$La$_{x}$CuO$_{2}$ 的掺杂演化与极性表面重构

我们使用角分辨光电子能谱研究由分子束外延生长的无限层 Sr$_{1-x}$La$_{x}$CuO$_{2}$ 薄膜的掺杂演化。在低掺杂下，该材料表现出超导铜氧化物母体化合物典型的色散下哈伯德带。随着载流子加入体系，观察到从电荷转移绝缘体到超导体的连续演化，初始下哈伯德带被钉扎在费米能级以下很深的位置，并随电子掺杂出现了相干低能带。这种双组分谱函数强调了强局域关联即使在相对高掺杂水平下也起着重要作用。电子衍射探测揭示了该材料在低掺杂水平下的 ${p(2\times2)}$ 表面重构。利用若干简单假设，我们基于无限层结构的极性本质建立了该重构的模型。最后，我们提供了在非极性 SrTiO$_3$ 上生长的 SrCuO$_2$ 超薄膜中厚度控制相变的证据，突显了极性复杂氧化物薄膜中可能发生的多样结构变化。