利用表面特异性太赫兹光谱探测钙钛矿氧化物界面
光学
2023-03-15 v1
摘要
钙钛矿氧化物中的表面/界面物种在许多新奇的涌现物理现象和化学过程中起着至关重要的作用。由于本征能量位于太赫兹区域且缺乏可行的实验技术，埋藏界面处的此类物种仍鲜为人知。在此，我们展示了可利用太赫兹波段表面特异性的非线性光谱来表征界面处的振动共振和二维电子气。该技术利用脉内差频混频(DFM)过程，该过程仅允许在具有反演对称性的介质的表面/界面发生。采用最先进的表面/界面太赫兹发射探测方案可实现亚单层的灵敏度。作为演示，我们成功观测到了在 LaAlO3/SrTiO3 或 Al2O3/SrTiO3 界面涌现的二维电子气的类德鲁德非线性响应。同时，还获得了 SrTiO3 在 2.8 THz 处铁电软模的界面振动谱，该谱由界面区域的表面场极化。相应的表面/界面电势是 SrTiO3 基界面超导和光催化的关键参数，现在可通过极化声子谱的定量分析以光学方式确定。我们的方法所揭示的具有太赫兹区域共振频率的界面物种，为理解复杂氧化物的物理性质提供了更多见解。
引用
@article{arxiv.2303.07871,
title = {Probing Interface of Perovskite Oxide Using Surface-specific Terahertz Spectroscopy},
author = {Yudan Su and Jiaming Le and Junying Ma and Long Cheng and Yuxuan Wei and Xiaofang Zhai and Chuanshan Tian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.07871},
year = {2023}
}
备注
arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2207.14610