利用DFT+DMFT对CaVO$_3$薄膜与SrTiO$_3$和LaAlO$_3$进行多层工程设计

本文中，我们使用密度泛函理论结合动力学平均场理论（DFT+DMFT）来研究关联金属CaVO$_3$薄膜与两种典型衬底材料SrTiO$_3$和LaAlO$_3$之间的界面效应。我们发现CaVO$_3$/SrTiO$_3$界面对CaVO$_3$薄膜只有边际影响，其主要效应是由大晶格失配施加的（类体材料）外延应变，由于与t$_{\mathrm{2g}}$轨道间强能级分裂相关的轨道极化增强，使得CaVO$_3$薄膜变为绝缘体。相比之下，在极性CaVO$_3$/LaAlO$_3$界面处，界面的存在会对薄膜性质产生巨大影响，这取决于具体的界面终止方式以及多层几何结构施加的特定边界条件。我们比较了三种不同的方法来模拟关联金属CaVO$_3$和能带绝缘体LaAlO$_3$之间的界面，这些方法都对电子结构施加了一组不同的（静电）边界条件。我们的计算获得的光谱性质揭示了超胞几何结构的强烈影响，范围从类体材料相到高度掺杂和结构畸变的相，表明通过多层工程设计可以潜在调节界面性质。