記者4月10日從中國科學技術大學獲悉，該校合肥微尺度物質(zhì)科學國家研究中心曾長淦課題組與美國石溪大學劉夢昆課題組等合作，近日首次在鈣鈦礦錳氧化物這一關聯(lián)電子體系中實現(xiàn)了電子相的摩爾調(diào)控。該研究成果近日在線發(fā)表在《自然物理》上。
由于石墨烯等二維范德瓦爾斯材料層間相互作用非常弱，容易解理并堆垛形成各種人工異質(zhì)或同質(zhì)結構。當堆垛的兩層之間有微弱的晶格差異或微小的轉(zhuǎn)角時，就會形成摩爾圖案。近期研究發(fā)現(xiàn)這些二維異質(zhì)結或同質(zhì)結體系在摩爾周期勢場作用下，展現(xiàn)出了許多新奇的物理現(xiàn)象。然而到目前為止，摩爾圖案的構造還局限于二維范德瓦爾斯體系。如果這種摩爾調(diào)控能夠拓展到其它體系，將有可能發(fā)現(xiàn)更多新穎物性，有望應用于高溫超導調(diào)控等多個領域。
該研究團隊在有周期性臺階的鋁酸鑭襯底上生長了強關聯(lián)錳氧化物(鑭鍶錳氧)薄膜，發(fā)現(xiàn)由于界面耦合效應，該薄膜中存在兩種來源不同但周期相近的應力周期勢場。當兩種周期勢場以較小的角度交疊在一起時，其共同作用會產(chǎn)生微米尺度的局域?qū)щ娦阅枅D案調(diào)制。在這種薄膜體系中，導電性與應力之間有著非線性的依賴關系，所以調(diào)控效果非常顯著。在關聯(lián)錳氧化物中，導電性和磁性直接相關。進一步的研究還發(fā)現(xiàn)了與導電性摩爾條紋相對應的鐵磁性摩爾條紋。這種薄膜的順磁-鐵磁轉(zhuǎn)變進一步調(diào)控了其電子摩爾條紋。這一發(fā)現(xiàn)首次將摩爾調(diào)控的概念拓展到了非范德瓦爾斯二維體系，也為在外延薄膜中實現(xiàn)可控的電子條紋以及相應的新奇物性探索提供了一種全新的手段。
