具有金属界面的氧化物异质结开题报告

1. 研究目的与意义

近些年来，钙钛矿型氧化物一直是凝聚态物理和材料科学领域的研究热点，而钙钛矿型氧化物在低尺度下成为薄膜时，可以利用应力作用、尺寸效应、表面界面等进行调控其物理性质。原子级别精确控制氧化物薄膜的层状生长为设计具有新奇物理现象的人工微结构创造了机遇。研究发现两种绝缘体氧化物异质结界面可能存在具有高迁移率的二维电子气（two-dimensional electron gas，2deg），例如laalo₃/srtio₃（lao/sto）异质结界面。lao和sto异质结界面发现的金属性二维电子气，表现出丰富的物理性质,如铁磁性、超导电性、铁磁性与超导电性共存、可调的rashba自旋轨道耦合，因其具有这些独特物理性质，引起了研究人员的广泛关注。高迁移率和高载流子面密度的2deg材料可用于研制高电子迁移率晶体管（hemt）、超高速数字集成电路（vhsic）和微波毫米波单片集成电路（mimic）等超高频、超高速微电子器件和电路，它们被广泛应用在雷达、光纤通讯和数字微波通讯等领域，是有希望的下一代自旋电子学器件的备选材料。

2deg出现的物理机制一直是激烈争论的问题。目前，被广泛认同的物理机制包括，界面处的极化不连续、sto衬底中的氧空位、界面处阳离子混合、衬底诱导的八面体畸变等。

除了lao/sto（100）界面外，近期研究者们还发现lao/sto（110）界面和（111）界面也具有高迁移率的二维电子气，而且在其他以sto为衬底的氧化物异质结中也发现具有金属性质，如lavo₃/srtio₃（lvo/sto）、cahfo₃/srtio₃（cho/sto）、natao₃/srtio₃（nto/sto）等，这些发现都激发了研究者们对钙钛矿型氧化物异质结的极大兴趣。本论文将在大量查阅文献的基础上，调研lao/sto异质结以及其它的具有金属界面的氧化物异质结，简要分析各自产生金属界面的原因以及金属界面的氧化物异质结的新奇物理特性。

2. 研究内容和预期目标

本论文的主要研究内容：

3. 研究的方法与步骤

研究方法、步骤：

4. 参考文献

[1] n. reyren, s. thiel, a. d.caviglia, l. f. kourkoutis, g. hammerl, c. richter, c. w. schneider, t. kopp,a. rüetschi, d. jaccard, superconducting interfaces between insulating oxides, science,317 (2007) 1196.

[2] d.a. dikin, m. mehta, c. w. bark, c. m. folkman, c. b. eom, v. chandrasekhar,coexistence of superconductivity and ferromagnetism in two dimensions, phys. rev.lett., 107 (2011) 56802.

5. 计划与进度安排

1-1周（2月24日-3月1日） 下发毕业论文任务书

1-2周（2月24日-3月8日） 学生完成开题报告