CaVO$_3$薄膜中的金属-绝缘体转变：外延应变、维度限域与表面效应的相互作用
强关联电子
2018-02-14 v1 材料科学
摘要
我们使用密度泛函理论加动力学平均场理论（DFT+DMFT）研究调节CaVO薄膜中金属-绝缘体转变（MIT）的多个控制参数。我们聚焦于分离衬底诱导外延应变与薄膜减薄相关效应的影响。我们表明约3-4%的拉伸外延应变足以诱导向顺磁莫特绝缘相的转变。这对应于在SrTiO衬底上可实现的应变水平。随后使用自由站立 slab 模型，我们证明减薄薄膜厚度也能引起CaVO的MIT，但仅当厚度小于4个钙钛矿单元时。我们的计算表明此类超薄薄膜中的MIT主要源于表面诱导的轨道间晶体场分裂，有利于形成轨道极化莫特绝缘体。这种表面诱导的晶体场分裂与拉伸外延应变所致者属同一类型，故两种效应亦可协同。此外，我们的计算证实了薄膜表面关联效应的增强，导致最外层准粒子谱权重的减少，而体相性质在距表面仅几层内即恢复。
引用
@article{arxiv.1801.03036,
title = {Metal-insulator transition in CaVO$_3$ thin films: interplay between epitaxial strain, dimensional confinement, and surface effects},
author = {Sophie Beck and Gabriele Sclauzero and Uday Chopra and Claude Ederer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.03036},
year = {2018}
}
备注
10 pages, 9 figures