缺氧SrTiO$_3$表面的结构与铁磁不稳定性
强关联电子
2016-08-31 v1
摘要
SrTiO（STO）是生长氧化物薄膜和氧化物异质结的首选衬底，这些薄膜和异质结可形成准二维电子相并展现出丰富的现象，因此成为新兴金属氧化物电子学领域的得力工具。因此，了解各种氧环境下STO表面本身的精确特征具有重要意义。利用自旋广义梯度近似下的密度泛函理论，我们研究了缺氧STO表面的结构、电子和磁学性质。我们发现表面氧空位以周期阵列有序排列，从而在占据的Ti 3-d轨道中产生表面磁矩和准二维电子气。表面限制、氧空位有序化以及八面体畸变导致了自旋极化的色散子带；它们在布里渊区中心附近的能量分裂充当有效的塞曼项，当我们开启Rashba相互作用时，产生具有动量-自旋关联的能带，类似于最近在缺氧STO表面发现的那些。
引用
@article{arxiv.1511.07495,
title = {Structure and ferromagnetic instability of the oxygen-deficient SrTiO$_3$ surface},
author = {Soham S. Ghosh and Efstratios Manousakis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.07495},
year = {2016}
}
备注
main manuscript 6 two-column pages, five figures. Supplementary materials with seven figures