【摘 要】
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金属性氧化物界面LaAlO3/SrTiO3以其高迁移率和二维性质在近些年引起广泛关注.“电荷重建”模型被提出来解释其导电界面,认为LaAlO3与SrTiO3的极化不连续会导致电子从表
【机 构】
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南京大学物理学院,固体微结构国家重点实验室,南京210093
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金属性氧化物界面LaAlO3/SrTiO3以其高迁移率和二维性质在近些年引起广泛关注.“电荷重建”模型被提出来解释其导电界面,认为LaAlO3与SrTiO3的极化不连续会导致电子从表面迁移到界面上从而形成二维电子气.最近的很多实验也讨论了LaAlO3中的剩余极化电势,但是极化电势的存在和大小仍然还在争论中[1][2][3].我们用电子束蒸发将一系列功函数从4.28eV到5.6eV的金属覆盖在LaAlO3(5层)/SrTiO3(已形成二维电子气)的表面,并研究覆盖前后的二维电子气的电输运性质.我们发现覆盖的金属对LaAlO3/SrTiO3的载流子浓度有一定影响.改变的载流子浓度和金属功函数的大小呈线性关系,可以用一个简单的电容模型来解释,拟合得到的LaAlO3介电常数为22.6,与块材的介电常数25近似.同时用5层LaAlO3作为隧穿层,我们可以测量覆盖金属和2DES之间的隧穿电阻.从隧穿电阻拟合出的势垒高度,也和金属功函数基本呈线性趋势.从结构的能带排布可以看出LaAlO3中的剩余极化电势和金属功函数共同造成了2DES载流子浓度的变化,并且我们可以推断出5层LaAlO3中的剩余极化电势为1.28eV.
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