从压缩到拉伸应变调控的 LaNiO3 薄膜光学性质
强关联电子
2020-11-02 v1 其他凝聚态物理
摘要
具有强电子关联的材料呈现出显著且具技术相关性的现象，如磁性、超导性与金属-绝缘体转变。利用并调控这些效应是一大挑战，而通过薄膜与异质结构中的晶格与应变工程，借助电子与结构自由度间的复杂相互作用，正取得关键进展。此处我们表明 LaNiO3 的电子结构可通过晶格工程进行调控。我们使用不同衬底在 LaNiO3 薄膜中诱导压缩与拉伸双轴外延应变。我们的测量揭示了光学谱随应变的系统性变化，且值得注意的是，施加拉伸应变时低频自由载流子权重增加。利用密度泛函理论（DFT）计算，我们表明这一看似反直觉的效应源于氧八面体取向的改变。计算还揭示了应变下电子结构的剧烈变化，伴随费米面 Lifshitz 转变。我们提供了一款在线小程序以探索这些效应。2 eV 以下积分谱权重的实验值显著（可达 3 倍）小于 DFT 结果，表明谱权重从红外转移到 2 eV 以上能量。自由载流子权重的抑制与谱权重向高能量转移共同表明，由电子关联引起的能带变窄与自由载流子质量增强。我们的发现为利用晶格工程调控量子材料提供了有前景的途径。
引用
@article{arxiv.2009.14689,
title = {Optical properties of LaNiO3 films tuned from compressive to tensile strain},
author = {I. Ardizzone and M. Zingl and J. Teyssier and H. U. R. Strand and O. Peil and J. Fowlie and A. B. Georgescu and S. Catalano and N. Bachar and A. B. Kuzmenko and M. Gibert and J. -M. Triscone and A. Georges and D. van der Marel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.14689},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 11 figures