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现代工程与应用科学学院聂越峰教授在氧化物外延薄膜准二维电子态研究上取得进展

过渡金属氧化物中因电子间的关联相互作用可形成丰富而新奇的量子现象,比如庞磁阻及零电阻的高温超导态等。在薄膜与界面的准二维结构中,因维度的限制可形成更为丰富的物理现象,比如近年来新发现的在绝缘体LaAlO3/SrTiO3界面中的二维电子气以及单层FeSe/SrTiO3薄膜中的高温超导态。这些二维电子态具有优异的物理性质,比如二维电子气中较高的电子迁移率以及FeSe/SrTiO3中较高的超导相变温度等。然而,这些物理现象的内在物理机理还并不清楚,是近年来凝聚态物理领域的研究热点。

www.997755.com,该项工作得到中组部“青年千人”计划,人工微结构科学与技术协同创新中心、科技部国家重点基础研究发展计划支持。

南京大学,康奈尔大学以及意大利CNR-SPIN的合作研究团队利用自身在复杂氧化物分子束外延薄膜制备以及原位电子结构测量方面的积累和领先优势,另辟蹊径,在层状类钙钛矿结构Sr2TiO4中实现了准二维电子液体。实验发现电子-声子耦合作用与掺杂离子缺陷之间存在很强的相互作用,导致了量子化的半局域二维电子态。该研究成果为解释LaAlO3/SrTiO3二维电子气中载流子浓度远低于理论预测值的成因提供了一个可能的机理解释。另外,该工作观测到Sr2TiO4电子态中的电子-声子耦合现象对利用层状类钙钛矿结构材料体系探索单层FeSe薄膜的高温超导相变机理具有重要的启发意义。

我校现代工程与应用科学学院、固体微结构物理国家重点实验室、微结构科学与技术协同创新中心的聂越峰教授与美国康奈尔大学以及以及意大利CNR-SPIN合作,在复杂氧化物准二维电子液体研究方面取得重要进展,其研究成果
《Formation and Observation of a Quasi-Two-Dimensional dxy Electron
Liquid in Epitaxially Stabilized Sr2−xLaxTiO4 Thin
Films》于8月28日发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters, 115,
096405 , DOI: 10.1103/PhysRevLett.115.096405)。
聂越峰教授为该论文的第一作者,文章第一单位为南京大学,通讯作者为康奈尔大学Kyle
Shen教授,通讯单位为康奈尔大学物理系。

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