SrTiO$_3$/LaAlO$_3$ 中极性场驱动的导电性：一项杂化泛函研究
材料科学
2020-10-07 v1
摘要
在极性 catastrophe（极性 catastrophe）情景框架下，已对带绝缘体 与 的 (001) 界面处出现的二维电子系统（2DES）的起源作出解释。这意味着极性 覆盖层存在出现 2DES 的临界厚度（）：对于较厚的 覆盖层，极性 catastrophe 通过 Zener 击穿或 表面施主缺陷的稳定化得以避免，二者均提供电子以掺杂衬底。实验中观察到临界厚度，支持了这些假设。然而，关于这些可能机制中哪一种实际先发生，仍存在公开争论。利用杂化泛函密度泛函理论，我们在同一近似水平上重新考察了这些机制。特别地，我们阐明了施主缺陷在这些异质结构中的作用，并论证在通常生长条件下，电场驱动的氧空位与氢吸附物在 LAO 表面的稳定化所需的 LAO 厚度小于 Zener 击穿所需厚度。
引用
@article{arxiv.2005.12771,
title = {Polarity-field driven conductivity in SrTiO$_3$/LaAlO$_3$: a hybrid functional study},
author = {Sébastien Lemal and Nicholas C. Bristowe and Philippe Ghosez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.12771},
year = {2020}
}