极性氧化物异质结中的表面缺陷与导电性
介观与纳米尺度物理
2011-05-18 v2
摘要
LaAlO与SrTiO之间的极性界面在作为场效应晶体管方面展现出潜力，其具有缩小的（纳米级）特征尺寸，并且可能比传统半导体系统具有更多功能。然而，界面二维电子气（2DEG）的迁移率低于理想值。因此，为了取得进展，必须理解备受争议的2DEG起源。在此，我们基于第一性原理计算支持的模型，提出表面氧化还原反应（特别是表面氧空位）是2DEG起源的观点，该模型描述了氧化还原的形成过程。与近期光谱和输运测量结果一致，我们预测此类氧化还原过程（以及由此产生的Ti 3占据）在薄膜厚度超过临界值后会趋于稳定，该临界值可能小于二维电子导电的临界厚度，因为表面缺陷会产生俘获势，从而影响界面电子迁移率。其他几个近期的实验结果，例如核心能级展宽和位移的缺失，也得到了自然的解释。原始系统可能需要改变生长条件或使用具有更高空位自由能的改性材料。
引用
@article{arxiv.1008.1951,
title = {Surface defects and conduction in polar oxide heterostructures},
author = {N. C. Bristowe and P. B. Littlewood and Emilio Artacho},
journal= {arXiv preprint arXiv:1008.1951},
year = {2011}
}
备注
Revised version