SrTiO$_{3}$/SrRuO$_{3}$ 超晶格中高度受限的自旋极化二维电子气

我们报道了 (SrTiO$_{3}$)$_{5}$/(SrRuO$_{3}$)$_{1}$ 超晶格的结构与电子性质的第一性原理表征。我们表明，该系统表现出自旋极化的二维电子气，极度局限于 SrRuO$_{3}$ 层中 Ru 的 4$d$ 轨道上。超晶格中的每个界面都表现为少数自旋半金属铁磁体，磁矩为 $\mu$ = 2.0 $\mu_{\rm B}$/SrRuO$_{3}$ 单元。通过仅考虑 $t_{2g}$ 轨道加上 (i) 系统的二维性，以及 (ii) 强电子关联的简化紧束缚模型，解释了电子态密度的形状、半金属性和磁性。