质子植入调控复杂氧化物异质结构中的量子输运
材料科学
2025-11-05 v1 强关联电子
摘要
复杂氧化物的界面电子性质受到电荷转移、晶格畸变和电子关联之间微妙平衡的支配，这构成了材料研究中受控可调性的关键挑战。本文演示了质子植入作为精确调控SrTiO3基异质结构界面输运的工具。通过在SrTiO3基底上的La,Sr(Al,Ta)O3阻焦层下引入质子，我们发现植入导致的有序性与电荷掺杂之间的竞争。当植入 fluence 低于1x1015质子/cm2时，电荷掺杂占优势，导致载流子密度和迁移率增加，类似于电场栅效应。这使得量子输运振荡在低温下出现。相反，在更高的植入 fluence（高于1E15）时，无程性散射占主导，抑制载流子迁移率并诱导绝缘态。输运随植入 fluence 的非单调演变凸显了电子关联与无程性之间的关键相互作用，为SrTiO3基氧化物异质结构界面量子态的受控工程提供了新范式。
引用
@article{arxiv.2511.01206,
title = {Modulation of Quantum Transport in Complex Oxide Heterostructures with Proton Implantation},
author = {Haidong Liang and Ganesh Ji Omar and Kun Han and Andrew A. Bettiol and Zhen Huang and A. Ariando},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.01206},
year = {2025}
}
备注
Total 27 Pages and 11 figures in the main article including supplementary information