氧空位诱导的 KTaO$_3$ 电子结构修饰
材料科学
2021-02-24 v1
摘要
在带绝缘体 LaAlO 与 SrTiO 之间金属性界面的观测引发了大量努力，以理解该现象的起源并寻找承载此类二维电子气（2-DEG）的其他体系。然而，2-DEG 起源的理解常受阻碍，因为极化灾变、阳离子混合与氧空位（OV）等若干可能机制可同时起作用。重元素的存在使基于 KTaO（KTO）的 2-DEG 成为研究自旋轨道耦合驱动的新奇电子与磁现象的潜在平台。本工作中，我们研究了使 KTO 金属化的 OV 的单独效应。我们细致的 ab initio 计算不仅发现了 OV 存在时部分填充的导带，还预言了由于 OV 在 Ta 周围线性聚集所致的高度局域化带隙中间态。光致发光测量确实揭示了此类带隙中间态的存在，且 O -边 X 射线吸收谱发现了 Ta 反键态中的电子掺杂。本工作表明，在解释基于 KTO 的 2-DEG 的金属性行为时，应警惕 KTO 衬底内 OV 可能存在的情况。
引用
@article{arxiv.2005.13281,
title = {Oxygen vacancy induced electronic structure modification of KTaO$_3$},
author = {Shashank Kumar Ojha and Sanat Kumar Gogoi and Prithwijit Mandal and S. D. Kaushik and J. W. Freeland and M. Jain and S. Middey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.13281},
year = {2021}
}
备注
4 figures