《鈣鈦礦結構釩基氧化物量子序的連續應力調控研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由胡令擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鈣鈦礦結構釩基氧化物量子序的連續應力調控研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：胡令
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鈣鈦礦結構釩基氧化物中電荷、自旋、軌道和晶格等自由度的相互競爭和合作，導致電荷序、自旋序和軌道序等量子有序現象的出現。能帶填充n(band filling)和單電子能頻寬度W(one-electron bandwidth)是調控其量子序的關鍵電子參數。n取決於A位二價離子摻雜量，W的變化可以通過A位同價離子替代所導致的化學內壓力和外加物理壓力來實現，常用的外加物理壓力包括靜壓力和晶格失配的襯底對外延薄膜所施加的應力兩種。本項目擬選擇具有不同n和W的釩基氧化物為研究對象，選擇鐵電單晶PMN-PT作為釩基氧化物薄膜外延生長的襯底，利用其逆壓電效應來實現釩基氧化物薄膜中的連續可調應力，通過連續應力原位連續改變W，著力於釩基氧化物中量子序的連續應力調控研究，深入研究應力、晶體結構與量子序的相互關係，從而為從應力角度理解釩基氧化物中的量子序提供相關實驗基礎。
結題摘要
鈣鈦礦結構釩基氧化物中電荷、自旋、軌道和晶格等自由度的相互競爭和合作，使得該體系呈現出豐富的物理性質。本項目以具有不同摻雜濃度和單電子能頻寬度的鈣鈦礦結構釩基氧化物(La，Sr)VO3和(Pr, Ca)VO3為研究對象，採用脈衝雷射沉積方法在LaAlO3、SrTiO3和鐵電PMN-PT單晶襯底上製備了一系列高質量的鈣鈦礦結構釩基氧化物外延薄膜。研究發現釩基氧化物薄膜中的晶格失配應力都已經通過不可避免產生的氧空位等缺陷釋放，襯底性質和製備條件對薄膜物性有重要的影響：如在La2/3Sr1/3VO3薄膜中觀測到了氧空位誘導的金屬-絕緣體轉變，這可歸因於由襯底-薄膜氧擴散所導致的氧含量的不同；在LaVO3/SrTiO3中發現通過沉積速率可以調節LaVO3薄膜中的氧含量，從而調控兩者界面的二維電子態輸運性質。相信我們的這些結果可為將來該領域的進一步深入研究積累相關的實驗數據。
