通过局域原子配准设计实现扭转氧化物膜界面

复杂氧化物材料中晶格、轨道和电荷自由度的相互作用催生了大量新奇的量子相和物理性质。近年来，在独立复杂氧化物膜及由这些膜组装而成的扭转异质结构的合成方面取得的进展，为利用具有局域晶格控制的莫尔设计进行发现提供了新机遇。为此，我们在重合位置晶格条件下设计了莫尔晶体，从而在由多原子复杂氧化物晶胞产生的莫尔超胞内提供了相容结构。我们利用独立 SrTiO3 膜制备了这种扭转双层结构，并使用基于深度切片的 TEM 方法在莫尔界面处发现了有序电荷态。通过选择性地对贯穿双层不同深度的 SrTiO3 原子面进行成像，我们清晰地解析了扭转界面的莫尔周期结构，并发现它在莫尔超胞内的局域原子配准中表现出依赖于晶格的电荷比例失调。我们对扭转氧化物界面的密度泛函建模预测，这些莫尔现象伴随着能够驱动新电子相的二维平坦带的出现。我们的工作为控制扭转氧化物中的莫尔周期性提供了新指南，并为通过莫尔晶格驱动的电荷-轨道关联来开发新功能开辟了途径。