鈣鈦礦氧化物界面電子結構和界面性質的物理機制研究

《鈣鈦礦氧化物界面電子結構和界面性質的物理機制研究》是依託南京大學，由張善濤擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：鈣鈦礦氧化物界面電子結構和界面性質的物理機制研究
• 項目類別：聯合基金項目
• 項目負責人：張善濤
• 依託單位：南京大學

項目摘要

近年來，過渡金屬氧化物的界面性質及其調控已經成為凝聚態和材料科學領域的熱點課題。深入理解氧化物在原子尺度上的界面電子結構、界面性質及其可控性，是尋找新型電子材料、促進新型電子器件的產生基礎。本申請擬結合我們在鈣鈦礦氧化物異質結和超晶格的製備、結構和性質表征方面的積累和技術，及上海光源“x射線磁圓二色(XMCD)”、“x射線吸收精細結構(XAFS)”技術，系統研究鈣鈦礦過渡金屬氧化物YMnO3/LaFeO3, (La,Sr)MnO3/SrRuO3的界面電子結構和界面磁性、及表面BaTiO3層的鐵電極化對LaAlO3/SrTiO3界面電子結構和界面輸運性質的影響。在實驗基礎上，結合理論分析，建立“材料製備-界面晶體結構-界面電子結構和界面性質”之間的關聯規律，探索界面性質的調控方法，理解界面性質的物理機制。本申請還可能獲得具有優良性質的氧化物異質結和超晶格人工微結構材料。

結題摘要

本項目針對人工結構氧化物異質結和超晶格所具有的豐富的物理性質，並根據項目研究計畫，在SrTiO3等單晶襯底上，製備了並研究了一系列以Sr2CrWO6為代表的氧化物異質結和超晶格、以ReAlO3/SrTiO3為代表的多種氧化物異質結等。首次在雙鈣鈦礦結構Sr2CrWO6異質結中獲得達17200%的巨正磁電阻效應，研究了其厚度依賴性，提出了外加磁場打破長程反鐵磁序導致自旋不聯繫的疇界產生，從而形成了正磁阻；系統研究了ReAlO3/SrTiO3異質結中，界面性質與製備條件、界面結構、元素種類等參數的關係，分析了原子序數與界面電荷轉移的關係；人工設計不同氧化物的複合結構並製備了相應的微結構材料，實驗上通過外加電場調控了複合結構中界面電荷的分布，實現了對材料鐵電、介電、稀土發光等巨觀性質的調控。