摘要:
当前的大部分电子器件是建立在以电荷或自旋为信息载体调控的基础上。前者集成度更高,可调控性更好,而后者功耗更低,信息传递速度更快。未来信息技术的发展急需能够打破这二者间界线的材料平台。相比于传统半导体材料,关联氧化物材料中存在d电子的多种自由度耦合,具有一系列丰富且相互竞争的磁电量子有序态和能量相近的低能激发态,因而蕴含着塑造多维信息载体的可能。然而,如何揭示界面磁电态的微观起源,理解界面微观磁电态耦合与宏观物性的构效关系,掌握主宰界面磁电态的核心参量,以及建立有效的探测和调控方法,是目前这一领域面临的巨大挑战。
本报告讨论以钙钛矿钌氧化物为样版材料,聚焦于原子层面设计和构筑新型关联材料界面,揭示在空间限域下的非常物性。首先介绍在CaRuO3这样一个量子临界材料中插入一个共价SrO层 (d-参杂)时对其物理性质的影响。 我们的研究结果表明了CaRuO3的磁性临界特征,尤其是在钙钛矿钌氧化物中A-位元素所起的、非一般密度泛函理论所能理解的作用。同时,这一研究显示精确构筑和表征关联物质界面的重要性。然后在原子结构层面上讨论SrRuO3在与SrTiO3的异质结构中随SrRuO3厚度变化的电磁性质,尤其是关于“死层”的非内在因素问题。