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YTiO3/SrTiO3超晶格中应变调控的绝缘体-金属转变:第一性原理研究

介观与纳米尺度物理 2017-10-10 v1

摘要

采用密度泛函理论加 \emph{U} 方法研究了由 Mott 绝缘体 YTiO3_3 (YTO) 和带绝缘体 SrTiO3_3 (STO) 组成的 (STO)4_4/(YTO)2_2 超晶格在应变下的结构、磁性和电子性质。发现当施加 0.2\% 的压缩应变时,发生绝缘体-金属转变。结构分析揭示,此类超晶格中金属态的出现伴随有结构相变并恢复反演对称性。进一步研究表明,这种应变诱导的结构转变使得 YTO 层界面 Ti 原子的 dd 能级由于 TiO6_{6} 八面体体积的减小而向上移动,并诱导整个超晶格系统中的电子重构。此外,当在位相互作用 UU 从 5 到 4 eV 改变时,由于电子关联减弱,此类超晶格中也发生类似的绝缘体-金属转变。这些发现能增进我们对这类氧化物超晶格中绝缘体-金属转变的理解。

关键词

引用

@article{arxiv.1704.07687,
  title  = {Strain-controlled Insulator-Metal Transition in YTiO3/SrTiO3 Superlattices: A First-Principles Study},
  author = {Xue-Jing Zhang and Peng Chen and Bang-Gui Liu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1704.07687},
  year   = {2017}
}

备注

6 pages, 5 figures