《複雜氧化物界面新奇電子態的起源及調控》是依託雲南大學，由何垚擔任負責人的國家自然科學基金專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：複雜氧化物界面新奇電子態的起源及調控
- 負責人：何垚
- 依託單位：雲南大學
- 項目類型：專項基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
複雜氧化物界面因為呈現出體相不存在的新奇電子行為而在近年來受到了廣泛的關注，也使其將來在氧化物電子學和自旋電子學器件中的套用成為可能。正是由於電荷、軌道和自旋自由度之間的複雜相互作用，在複雜氧化物界面處誘導出了如此豐富的電子行為。本項目擬基於第一性原理計算方法，以SrTiO3/LaAlO3異質結界面為出發點，通過改變界面化學計量比或化學組分，對薄膜施加外部電場或應力，調節界面極化薄膜的厚度或取向等多種手段，研究ABO3氧化物界面兩側晶體場、應力場、極化場、電荷轉移、自旋交換和化學鍵結等相互作用之間的競爭和影響，控制其金屬-絕緣體相變和磁性質的變化，擬揭示界面某些新奇電子態的起源，以及各種物理因素對界面物理特性的影響機制，並利用這些機制對界面新奇電子行為進行有效調控，預言新的量子現象和發現量子調控的新途徑，以期能對複雜氧化物薄膜的進一步發展提供理論依據和指導。
結題摘要
透明導電氧化物半導體ITO是當下有機光電子器件中極為重要的電極材料，但為了使器件效率最大化，常常需要對ITO電極表面進行修飾以提高其功函式，認識其背後的物理本質以及決定材料表面功函式的關鍵因素一直為這一領域研究者所期待。我們通過理論計算運用直觀的物理模型解釋了氯原子或者氟原子吸附能夠使透明導電氧化物ITO的表面功函式顯著提高的原因，揭示了提高材料表面功函式的關鍵因素是吸附原子誘導產生的表面偶極層，而不是費米能級的移動。我們發現儘管氟原子具有比氯原子高得多的電負性，但氯原子吸附更能提升ITO表面的功函式，違背實驗上所猜測的電負性越高越能提高功函式。進一步深入的理論分析揭示高電負性和大原子尺寸共同對功函式的提高起貢獻，為了提升功函式，我們必須綜合考慮原子尺寸與電負性之間的平衡，因為電負性越高往往意味著原子尺寸越小，我們的結果能夠為實驗工作者最佳化材料表面性質提供深層次的理論指導。
