面外限制对氧化物中二维电子系统的量子干涉效应
强关联电子
2020-08-26 v1
摘要
近来发现某些绝缘氧化物表面形成了导电的金属态。最初在 SrTiO(001) 上观测到，随后在诸如锐钛矿 TiO、KTaO、BaTiO、ZnO 等其他化合物中，以及在不同对称性的 SrTiO（或其他氧化物）的不同表面上也发现了该态。此电子态波函数的空间延展仅几个原子层。实验表明其存在与氧化物表面或近表面诱导的氧空位有关。在本文中，我们提出一个简化模型，旨在描述其微小空间延展对角分辨光电子能谱（ARPES）测量其三维电子结构的影响。为清晰起见，我们的讨论基于简单的紧束缚方案加上假定由氧空位诱导的限制势。然而，我们的模型参数由密度泛函计算获得。借助此方法，我们能用选择性干涉这一极简概念解释“摆动”，即费米面与能谱沿面外（）方向的角分辨光电子能谱强度调制和/或表观色散，以及某些实验中观测到的“混合 2D/3D”特征。我们得出结论：此效应的关键模型参数为各能带电子跳跃的相对强度与表面限制势的高/宽纵横比。以我们的发现审视近期光发射测量，我们可获得关于电子波函数及限制势本质的相关信息。
引用
@article{arxiv.2007.05605,
title = {Quantum interference effects of out-of-plane confinement on two-dimensional electron systems in oxides},
author = {A. F. Santander-Syro and J. Dai and T. C. Rödel and E. Frantzeskakis and F. Fortuna and R. Weht and M. J. Rozenberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.05605},
year = {2020}
}
备注
Accepted to Physical Review B