强关联电子相变氧化物材料及多场调控

外场激励通过调控强关联氧化物中自由度间的关联耦合作用,触发其发生多重莫特电子相变和轨道重构,在强关联电子相变氧化物体系中发现了丰富的新奇物性和量子转变,为构筑新型类脑神经元逻辑器件、磁电耦合器件及能量转换器件奠定基础,引起了凝聚态物理领域的广泛关注.本工作系统地回顾了国内外科研团队在强关联氧化物电子相变特性多场调控领域的研究进展,旨在凸显离子、应力场和栅极电场等新型功能调控自由度在强关联氧化物电子相变特性调控和新型功能特性设计中的关键作用,阐明强关联氧化物中微观自由度的关联耦合作用对其宏观关联电子相变特性的基础调控规律,为实现强关联氧化物电子相变特性的可控设计与精准调控提供理论依据,期望利用多物理场的调控作用在强关联电子相变氧化物材料体系中发现更多的新物理、新物性、新器件和新应用.

亚稳相钙钛矿稀土镍酸盐薄膜材料的可控生长与电子相变性质

稀土镍酸盐(ReNiO_(3),Re为镧系稀土元素)由特征温度场、氢化、临界电场及应力场等多物理参量引发的多重电子相变及物性突变引起了凝聚态物理和材料科学领域的广泛关注,在突变式敏感电阻元器件、人工智能、能量转换及弱电场传感等领域展现出可观的应用前景.然而,ReNiO_(3)材料本征的热力学亚稳性仍制约其在关联电子器件中的实际应用.本文利用激光分子束外延法制备出原子级平整的亚稳态ReNiO_(3)(Re=Nd,Sm及Nd_(1-x)Sm_(x))薄膜材料,阐明高氧压原位退火在稳定其Ni^(3+)扭曲钙钛矿结构中的关键作用,结合同步辐射和X射线光电子能谱等先进表征手段厘清ReNiO_(3)薄膜材料的化学环境及电子结构,并揭示出其各向异性的电子相变功能特性.本文为制备原子级平整的亚稳态钙钛矿稀土镍酸盐薄膜材料提供了方向,并引入全新的功能调控自由度——晶体学各向异性,为进一步探索稀土镍酸盐材料体系中的新型电子相和功能特性奠定基础.