縫補碗盤 中國科大氧化物界面量子振蕩起源研究

文章来源:文迪 时间:2018-12-26

  縫補碗盤 中國科大氧化物界面量子振蕩起源研究取得進展

 

  近期,由院士、中國科學技術大學教授杜江峰領導的中科院微觀磁共振重點實驗室在氧化物界面物理研讨中获得重要進展,實驗室量子電子學小組教授程光磊與协作者提出瞭二維氧化物界面量子振蕩的一維来源,並完成瞭實驗驗證。

  氧化物界面是近15年來興起的新型原料系統,特别是基於鈦酸鍶的二維電子系統具有超導、磁性、鐵電、鐵磁等諸多電子關聯現象,是研讨基礎凝聚態物理問題的通用平臺,也是未來10年最有能够實現技術打破的量子原料之一。在高遷移率的二維氧化物界面外加磁場下通常會构徐根寶的這套青訓理論心得,取得瞭與會嘉賓的分歧認可成電阻的舒波尼克夫-哈爾斯量子振蕩。類似於量子霍爾效應,這種電阻的量子振蕩次要源於外磁場下朗道能級的佈居數隨磁場變化而導致的電阻變化,是探知原料電子密度、无效質量與能帶等信息的无效實驗手腕。鈦酸鍶作為“氧化物中的矽原料”,其二維電子系統中的量子振蕩被廣為研讨。但是在已發表的近20篇相關研讨中,其量子振蕩提醒的電子密度與傳統霍爾效應測量有數量級差別。同時,關於電子的无效質量、能帶從屬等問題眾說紛紜,並無定論。了解這些現象的本質對氧化物原料與器件應用至關重要。

  程光磊曾與美國匹茲堡大學Levy組相同發展瞭基於原子力顯微鏡的納米器件制備技術 。該技術使用原子力顯微鏡針尖為“畫筆”,以氧化物界面為“畫板”,能够“畫”出諸如晶體管、二極管、納米線、光與太赫茲波探測器、單電子晶體管、電子波導等一系列納米器件 。在近期的研讨中,程光磊及其协作者思索瞭氧化物界面量子振蕩的成因,結合鈦酸鍶在溫度低於105K時的結構相變產生的鐵彈疇,提出鈦酸鍶電子系統的量子振蕩來源於鈦酸鍶中鐵彈疇疇壁上的一維彈道輸運。為瞭驗證這個理論,研讨人員設計瞭一維彈道輸運實驗,使用原子力顯微鏡針尖制備電子波導,通過觀察波導中電子所受的幾何約束與磁約束的競爭關系推測出瞭電子密度與无效質量等關鍵參數。由於觀測到瞭電導的精確量子化,因而一切輸運電子都被實驗无效檢測到,不存在二維系統中存在的各種矛盾,從而論證瞭該理論的合感性 。

  相關研讨结果發表在《物理評論快報》上。該研讨失掉瞭中組部、教训部等的資助。

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