(SrVO3)5/(SrTiO3)1(111)异质结金属-绝缘体转变和磁性调控的第一性原理研究

作者：房晓南; 杜颜伶^*; 吴晨雨; 刘静

来源：Acta Physica Sinica, 2022, 71(18): 252-263.

• 异质结
• 面内应变
• 金属-绝缘体转变
• 半金属铁磁体

(111)取向的钙钛矿异质结具有独特的六角蜂窝状双层结构,展现出丰富独特的物理现象,因而近年来得到越来越多的关注.本文利用第一性原理计算研究了(111)取向的(SrVO3)5/(SrTiO3)1异质结,计算结果表明该体系为半金属铁磁体.进一步的研究表明该体系的电、磁性质可以通过施加面内应变和界面元素掺杂进行调控:在4%的面内压缩应变到2%的面内拉伸应变范围内,该体系保持铁磁半金属性质, V 3d电子是体系半金属性的主要来源;当面内压缩应变增加到8%或面内拉伸应变增加到4%时,该体系的基态变为反铁磁绝缘体;通过异质结界面处Ti-V阳离子的混合掺杂,该体系可以实现从铁磁半金属向铁磁绝缘体的转变.本文的研究结果表明,该体系在自旋电子学领域具有很高的应用潜力,本文研究为利用(SrVO3)5/(SrTiO3)1(111)异质结探索量子相变提供了理论参考.

• 单位
  山东管理学院; 山东中医药大学