4d过渡金属Rh氧化物薄膜的物性研究
批准号:
11574316
项目类别:
面上项目
资助金额:
73.0 万元
负责人:
盛志高
依托单位:
学科分类:
凝聚态物质电子结构
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
张晶、张永专、苏通裕、许学莉、成龙
中文摘要
关联电子体系中多自由度(自旋、轨道、电荷及晶格)竞争与合作的关系一直是凝聚态物理学的研究焦点之一。其中,本征能量接近Mott-Hubbard极限的4d过渡金属Rh氧化物具有拓展的轨道半径与电子带宽,其晶场劈裂能、轨道杂化强度、电荷转移能和在位库伦相互作用能量接近,是这一研究领域不可或缺的研究对象。Rh氧化物具有独特的电磁特性,其外场调控行为及其机理尚不清晰;而且体系中很多材料的制备条件苛刻、开展系统研究具有一定难度。本项目建议以晶体场能调控为窗口,以Rh氧化物外延薄膜为对象,开展4d过渡金属氧化物的物性研究。项目通过薄膜生长方式解决材料制备中的困难,通过应力调控方式重点研究晶体场能对关联物性的影响,在研究关联物性随应力作用演变规律的基础上,阐明晶格自由度在Rh氧化物多自由度竞争中的作用,为深入理解关联电子材料的物理内涵提供实验基础。
英文摘要
The competition and coupling of multiple freedoms (i.e., spin, orbit, charge, and lattice) in correlated electron materials is one of the hot topics in condensed matter physics. The 4d transition metal oxides (TMO), such as ARhO3, which are close to the Mott-Hubbard Limitation, are important objects in this field. In general, 4d Rhodium oxides have relative larger orbital radius, larger electron band width, weaker on-site coulomb interaction, weaker Hund’s coupling energy, and larger spin-orbit coupling. Rhodium oxides have special transport and magnetization properties. However, the correlated mechanism in such system is not clear up to now. Moreover, some of them are difficult for the fabrication which prevents the systematic exploring in this system. In this proposal, we plan to do research on the 4d Rhodium oxide films from the viewpoint of strain effect systematically. The main topic of this research will be focus on the tuning of lattice by strain in the films. In detail, the Rh-based TMO films with perovskite structure will be fabricated by pulsed laser ablation technique, the high magnetic field will be used to extend our measurement range, and the strain effect will be studied carefully to explore the role of lattice in the competition and coupling of multiple freedoms. We expect to obtain much knowledge about the importance of lattice and the mechanism of multiple freedom competition and coupling in the 4d TMO system through this study. We hope our research can provide useful information for the understanding of correlated electron materials.
本项目以具有钙钛矿结构的p型氧化物半导体LaRhO3薄膜与异质结为主要研究对象,采用磁场下的电、磁、光敏等特色技术手段,系统研究过渡金属复杂氧化物的关联电子物性,获得其随外场变化的规律,探索其功能应用。.项目团队不仅通过脉冲激光沉积系统,生长了系列3d、4d 过渡金属氧化物薄膜与异质界面,而且在其中:1)国际上首次发现了3d过渡金属氧化物中高温多重电子序的晶体学行为,并用20T级的强磁场下MFM观察到了电子晶体的实空间图像与其动力学行为;2)发现了新型p型氧化物半导体LaRhO3的光电导性能被异轨道界面状态有效调控效应;3)发现了钙钛矿结构的三元氧化物LaRhO3薄膜中优异的气敏性质;4)获得了金属-3d金属氧化物异质结的电疲劳特性,在疲劳的异质结中采用SHG 技术发现了疲劳导致的预铁电态,以及极化整流效应;5)采用磁场下超快泵浦-探测技术探索了3d/4d 异轨道界面的超快动力学行为等等。.本项目支持的工作共计发表SCI论文13篇,其中ACS Appl. Mater. Interfaces一篇、Adv. Optical Mater.一篇,Appl. Phys. Lett. 两篇。另外,还有准备和在投的4篇,预计2020发表。
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Visualization of Electronic Multiple Ordering and Its Dynamics in High Magnetic Field: Evidence of Electronic Multiple Ordering Crystals
电子多重有序化及其在高磁场中的动力学可视化:电子多重有序晶体的证据
DOI:
10.1021/acsami.8b04057
发表时间:
2018
期刊:
ACS Applied Materials & Interfaces
影响因子:
9.5
作者:
[Sheng Zhigao, Feng Qiyuan, Zhou Haibiao, Dong Shuai, Xu Xueli, Cheng Long, Liu Caixing, Hou Yubin, Men Wenjie, Sun Yuping, Nakamura Masao, Tokura Yoshinori, Kawasaki Masashi, Lu Qingyou]
通讯作者:
Lu Qingyou
DOI:
10.1021/acs.jpcc.8b08514
发表时间:
2018
期刊:
Journal of Physical Chemistry C
影响因子:
3.7
作者:
[Liu Caixing, Yang Yang, Bian Yuecheng, Ma Zongwei, Zhou Chun, Chen Qianwang, Sun Yuping, Sheng Zhigao]
通讯作者:
Sheng Zhigao
The Zeeman splitting of bulk 2H-MoTe2 single crystal in high magnetic field
高磁场下块体2H-MoTe2单晶的塞曼分裂
DOI:
10.1063/1.4977953
发表时间:
2017-03
期刊:
Applied Physics Letters
影响因子:
4
作者:
[Sun Yan, Zhang Junpei, Ma Zongwei, Chen Cheng, Han Junbo, Chen Fangchu, Luo Xuan, Sun Yuping, Sheng Zhigao]
通讯作者:
Sheng Zhigao
Direct Imaging of Dynamic Glassy Behavior in a Strained Manganite Film.
应变锰酸盐薄膜中动态玻璃态行为的直接成像。
DOI:
10.1103/physrevlett.116.019904
发表时间:
2013-06
期刊:
Physical Review Letters
影响因子:
8.6
作者:
[Kundhikanjana W., Sheng Z. G., Yang Y. L., Lai K. J., Ma Y., Cui Y. T., Kelly M. A., Nakamura M., Kawasaki M., Tokura Y., Tang Q. C., Zhang K., Li X. X., Shen Z. X.]
通讯作者:
Shen Z. X.
Transient Photoconductivity in LaRhO3 Thin Film
LaRhO3 薄膜中的瞬态光电导
DOI:
10.1088/0256-307x/36/11/117801
发表时间:
2019
期刊:
Chinese Physics Letters
影响因子:
3.5
作者:
[Meng Zhi, Shen Lei, Ma Zongwei, Aslam Muhammad Adnan, Xu Liqiang, Xu Xueli, Zhu Wang, Cheng Long, Bian Yuecheng, Pi Li, Zhou Chun, Sheng Zhigao]
通讯作者:
Sheng Zhigao
共 14 条
强磁场下二维反铁磁相变临界效应与高频磁振子的超快动力学研究
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批准号:12574136
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项目类别:面上项目
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资助金额:53.00万元
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批准年份:2025
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负责人:盛志高
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依托单位:
强磁场下磁性氧化物单晶薄层的磁光研究
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批准号:12111530283
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项目类别:国际(地区)合作与交流项目
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资助金额:20万元
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批准年份:2021
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负责人:盛志高
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依托单位:
强磁场下二维薄层磁性材料的超快自旋动力学研究
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批准号:U2032218
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项目类别:联合基金项目
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资助金额:300.0万元
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批准年份:2020
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负责人:盛志高
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依托单位:
强磁场下3d/4d过渡金属氧化物异质界面非线性磁光研究
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批准号:U1532155
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项目类别:联合基金项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2015
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负责人:盛志高
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依托单位:
连续可调应力对钙钛矿结构锰氧化物薄膜中量子有序态构建与解构的影响研究
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批准号:10904147
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2009
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负责人:盛志高
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依托单位:
国内基金
海外基金