钙钛矿超晶格材料界面二维电子气的调控

摘要

钙钛矿超晶格材料界面的独特电子性质,在纳米器件、新型超敏传感器器件等方面具有广阔的应用前景,探索其界面独特的电子性质对理解关联电子系统中多自由度耦合和传感器器件的设计等方面具有重要的意义.本文通过构建LaAlO_(3)/KNbO_(3)超晶格材料,施加非均匀应变对其界面的载流子浓度等性质进行调控.计算结果表明,施加拉伸和压缩的应变梯度都可以调节界面处二维电子气性质.其中,当最大压缩应变梯度系数为12%时,界面处二维电子气浓度减小了76.4%,并且界面磁矩消失,材料的总磁矩减小约88.44%,向无磁性材料转变;当最大拉伸型应变梯度系数为12%时,界面处电子气浓度增大约23.9%,界面磁矩明显减小,而且界面临近层出现明显的磁矩.该理论计算结果表明,应变梯度是一种新的钙钛矿界面载流子的有效调控手段,对LaAlO_(3)/KNbO_(3)钙钛矿超晶格材料界面电子性质的研究提升了对此类氧化物界面电子特性的认识,为探索调控氧化物界面处的高性能自旋极化载流子气开辟了新的途径.