生长过程中低能电子反射研究导电LaAlO$_3$/SrTiO$_3$界面的形成
材料科学
2017-12-13 v1
摘要
在带绝缘体SrTiO和LaAlO之间出现的二维电子气由于能够动态控制载流子密度以及随之而来的磁性和超导等现象，持续吸引着广泛关注。这种导电界面的形成对生长条件敏感，尽管进行了大量研究，但关于所涉及物理的细节仍存在疑问。特别是，在生长温度（约800°C）和氧气压力（约5×10^{-5} mbar）条件下，关于生长中的LaAlO层的电子结构知之甚少，因为在这些条件下可用的分析技术不多。我们开发了一套安装在低能电子显微镜内的脉冲激光沉积系统来研究这一问题。该装置允许逐层生长控制以及角度依赖的电子反射强度的原位测量，这可以作为生长过程中表面层电子结构的指纹。通过使用不同的衬底终止面和生长条件，我们观察到两类反射率图，它们可以分别与具有AlO富集表面和导电界面的样品，或具有LaO富集表面和绝缘界面的样品相关联。我们的观察强调，衬底终止面和化学计量比决定了生长层的电子结构，从而决定了界面的电导。
引用
@article{arxiv.1709.02583,
title = {Formation of a conducting LaAlO$_3$ / SrTiO$_3$ interface studied by low energy electron reflection during growth},
author = {A. J. H. van der Torren and Z. Liao and C. Xu and N. Gauquelin and C. Yin and J. Aarts and S. J. van der Molen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.02583},
year = {2017}
}
备注
8 pages, 5 figures