双钙钛矿异质界面中莫特电子的位点选择性极化补偿
材料科学
2025-05-05 v2 介观与纳米尺度物理
强关联电子
摘要
具有两种过渡金属离子的双钙钛矿氧化物（DPOs，）为探索奇异物理现象与实际应用提供了一个引人入胜的平台。在单晶衬底上将这些 DPOs 作为超薄外延薄膜进行研究，可为调控电子、磁性与拓扑现象增添新的维度。理解衬底与 DPO 之间极性失配的后果，是实现这一宏大目标的第一步。我们通过研究典型绝缘 DPO NdNiMnO 与宽禁带绝缘体 SrTiO 之间的界面来探究此问题。该界面本质上被发现是绝缘的。结合多种实验技术与密度泛函理论，我们确立了一种明确发生在薄膜 Mn 位点、而 Ni 位点保持惰性的位点选择性电荷补偿过程。我们进一步证明，这种无法由现有极性补偿机制解释的惊人选择性，直接与其电子关联能标相关。本研究确立了莫特物理在极化补偿过程中的关键作用，并为复杂氧化物中的设计掺杂策略铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2311.15726,
title = {Site-selective polar compensation of Mott electrons in a double perovskite heterointerface},
author = {Nandana Bhattacharya and Arpita Sen and Ke Qu and Arijit Sinha and Ranjan Kumar Patel and Siddharth Kumar and Jianwei Zhang and Prithwijit Mandal and Suresh Chandra Joshi and Shashank Kumar Ojha and Jyotirmay Maity and Zhan Zhang and Hua Zhou and Fanny Rodolakis and Padraic Shafer and Christoph Klewe and John William Freeland and Zhenzhong Yang and Umesh Waghmare and Srimanta Middey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.15726},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 5 figures, 61 references