氧空位调控过渡金属氧化物薄膜物性

来源 :中国物理学会2016年秋季会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zfk710867322
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  氧空位是过渡金属氧化物中一种重要的功能离子缺陷,对过渡金属氧化物的电子结构和物理性质有着很大的影响,利用氧空位这种离子自由度进行氧化物的物性调控成为物质科学研究的前沿方向之一。在这次报告中,我们将介绍通过氧空位调控过渡金属氧化物物性两方面的工作。其一,关于氧空位在LSMO中的重要作用。研究了LSMO超薄膜中低温绝缘相的物理根源,证实了LSMO超薄膜(即使在高氧压条件下)中存在氧空位,这抑制了双交换作用,增强了薄膜的无序性,从而导致薄膜的居里温度降低,并导致薄膜在低温区再次进入绝缘相;设计生长了高低氧压下的LSMO样品,通过对输运测量、电镜观测、共振XPS、第一性计算等数据对比,揭示了在LSMO薄膜中在有/无氧空位临界点附件微调氧空位浓度,氧空位诱导Mn-O-Mn杂化键弱化、Mn3+浓度增大、Mn3+和Mn4+之间的双交换作用破坏等微观机制,最终导致金属-绝缘体相变。其二,利用氧空位在电场下的可迁移性设计实现了基于钙钛矿氧化物的可反转光伏器件,通过外加电场调控了开路电压和短路电流的方向,结合电镜等表征结果证实氧空位导致的能带改变是其主要物理根源。
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