TiO₂/PbTiO₃ 异质结中由铁电极化不连续性驱动的界面多铁性
材料科学
2017-02-23 v1
摘要
当两种不同的氧化物材料组合在一起形成界面时，会出现新颖的现象。例如，在 LaAlO₃/SrTiO₃ 界面处，二维导电态的形成避免了极性不连续性，并且在该界面处发现了磁性。在这项工作中，我们提出了一种新型界面，它由两种非磁性、非极性氧化物构成，能够承载具有磁性的导电态，其中是铁电极化不连续性而非极性不连续性导致了电荷转移，从而形成界面导电态或磁态。作为一个具体实例，我们通过第一性原理计算研究了由铁电钙钛矿氧化物 PbTiO₃ 和非铁电极化氧化物 TiO₂ 构成的异质结。我们表明，电荷被转移到界面层，形成具有铁磁有序的界面导电态，该有序可能持续到室温。特别是，体铁电极化与界面铁磁性之间的强耦合代表了一种新型磁电效应，为探索有趣的界面多铁性提供了理想平台。这些发现不仅对基础科学重要，而且在纳米电子学和自旋电子学中具有广阔的应用前景。
引用
@article{arxiv.1702.06656,
title = {Interfacial Multiferroics of TiO2/PbTiO3 Heterostructure Driven by Ferroelectric Polarization Discontinuity},
author = {Fang Wang and Zhaohui Ren and He Tian and Shengyuan A. Yang and Yanwu Xie and Yunhao Lu and Jianzhong Jiang and Gaorong Han and Kesong Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.06656},
year = {2017}
}