Вышедшие номера
Разрывы зон в гетеропереходах, образованных оксидами с кубической структурой перовскита
Лебедев А.И.1
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Email: swan@scon155.phys.msu.ru
Поступила в редакцию: 11 ноября 2013 г.
Выставление онлайн: 19 апреля 2014 г.

Ряд открытий, которые были сделаны в последние годы на гетероструктурах, образованных оксидами, позволяет говорить о появлении нового направления микроэлектроники --- оксидной электроники. В настоящей работе из первых принципов рассчитаны разрывы зон в девяти гетеропереходах, образованных титанатами, цирконатами и ниобатами с кубической структурой перовскита. В расчетах последовательно учтено влияние деформации в контактирующих оксидах на их энергетическую структуру; в рамках GW-приближения рассчитаны поправки к положению краев зон за счет многочастичных эффектов; учтено расщепление края зоны проводимости за счет спин-орбитального взаимодействия. Показано, что пренебрежение многочастичными эффектами может приводить к ошибкам в определении разрывов зон, достигающим 0.36 eV. Продемонстрирована принципиальная несостоятельность гипотезы транзитивности, которая часто используется для определения разрывов зон в гетеропереходах путем сопоставления разрывов зон в паре гетеропереходов, образованных компонентами исследуемого гетероперехода с третьим общим компонентом, и объяснена ее причина. Работа поддержана грантом РФФИ N 13-02-00724.
  1. A. Ohtomo, H.Y. Hwang. Nature 427, 423 (2004)
  2. A. Brinkman, M. Huijben, M. van Zalk, J. Huijben, U. Zeitler, J.C. Maan, W.G. van der Wiel, G. Rijnders, D.H.A. Blank, H. Hilgenkamp. Nature Mater. 6, 493 (2007)
  3. N. Reyren, S. Thiel, A.D. Caviglia, L.F. Kourkoutis, G. Hammerl, C. Richter, C.W. Schneider, T. Kopp, A.-S. Ruetschi, D. Jaccard, M. Gabay, D.A. Muller, J.-M. Triscone, J. Mannhart. Science 317, 1196 (2007)
  4. A.D. Caviglia, S. Gariglio, N. Reyren, D. Jaccard, T. Schneider, M. Gabay, S. Thiel, G. Hammerl, J. Mannhart, J.-M. Triscone. Nature 456, 624 (2008)
  5. S. Thiel, G. Hammerl, A. Schmehl, C.W. Schneider, J. Mannhart. Science 313, 1942 (2006)
  6. C. Cen, S. Thiel, G. Hammerl, C.W. Schneider, K.E. Andersen, C.S. Hellberg, J. Mannhart, J. Levy. Nature Mater. 7, 298 (2008)
  7. C.H. Ahn, S. Gariglio, P. Paruch, T. Tybell, L. Antognazza, J.-M. Triscone. Science 284, 1152 (1999)
  8. X. Hong, A. Posadas, A. Lin, C.H. Ahn. Phys. Rev. B 68, 134 415 (2003)
  9. T. Kanki, H. Tanaka, T. Kawai. Appl. Phys. Lett. 89, 242 506 (2006)
  10. H.J.A. Molegraaf, J. Hoffman, C.A.F. Vaz, S. Gariglio, D. van der Marel, C.H. Ahn, J.-M. Triscone. Adv. Mater. 21, 3470 (2009)
  11. J. Mannhart, D.G. Schlom. Science 327, 1607 (2010)
  12. P. Zubko, S. Gariglio, M. Gabay, P. Ghosez, J.-M. Triscone. Annu. Rev. Cond. Matter Phys. 2, 141 (2011)
  13. H.Y. Hwang, Y. Iwasa, M. Kawasaki, B. Keimer, N. Nagaosa, Y. Tokura. Nature Mater. 11, 103 (2012)
  14. T. Choi, S. Lee, Y.J. Choi, V. Kiryukhin, S.-W. Cheong. Science 324, 63 (2009)
  15. C. Wang, K. Juan Jin, Z. Tang Xu, L. Wang, C. Ge, H. Bin Lu, H. Zhong Guo, M. He, G. Zhen Yang. Appl. Phys. Lett. 98, 192 901 (2011)
  16. M.Y. Zhuravlev, R.F. Sabirianov, S.S. Jaswal, E.Y. Tsymbal. Phys. Rev. Lett. 94, 246 802 (2005)
  17. H. Kohlstedt, N.A. Pertsev, J. Rodri guez Contreras, R. Waser. Phys. Rev. B 72, 125 341 (2005)
  18. V. Garcia, S. Fusil, K. Bouzehouane, S. Enouz-Vedrenne, N.D. Mathur, A. Barthelemy, M. Bibes. Nature 460, 81 (2009)
  19. J. Padilla, W. Zhong, D. Vanderbilt. Phys. Rev. B 53, R5969 (1996)
  20. B. Meyer, D. Vanderbilt. Phys. Rev. B 65, 104 111 (2002)
  21. J. Junquera, P. Ghosez. Nature 422, 506 (2003)
  22. N. Sai, A.M. Kolpak, A.M. Rappe. Phys. Rev. B 72, 020 101 (2005)
  23. S.A. Chambers, Y. Liang, Z. Yu, R. Droopad, J. Ramdani. J. Vac. Sci. Technol. A 19, 934 (2001)
  24. F. Amy, A.S. Wan, A. Kahn, F.J. Walker, R.A. McKee. J. Appl. Phys. 96, 1635 (2004)
  25. J. Junquera, M. Zimmer, P. Ordejon, P. Ghosez. Phys. Rev. B 67, 155 327 (2003)
  26. R. Schafranek, S. Li, F. Chen, W. Wu, A. Klein. Phys. Rev. B 84, 045 317 (2011)
  27. R. Schafranek, J.D. Baniecki, M. Ishii, Y. Kotaka, K. Yamanka, K. Kurihara. J. Phys. D: Appl. Phys. 45, 055 303 (2012)
  28. L. Qiao, T.C. Droubay, V. Shutthanandan, Z. Zhu, P.V. Sushko, S.A. Chambers. J. Phys.: Cond. Matter 22, 312 201 (2010)
  29. R. Schafranek, J.D. Baniecki, M. Ishii, Y. Kotaka, K. Kurihara. New J. Phys. 15, 053 014 (2013)
  30. L. Colombo, R. Resta, S. Baroni. Phys. Rev. B 44, 5572 (1991)
  31. A. Baldereschi, S. Baroni, R. Resta. Phys. Rev. Lett. 61, 734 (1988)
  32. А.И. Лебедев. ФТТ 51, 341 (2009)
  33. А.И. Лебедев. ФТТ 52, 1351 (2010)
  34. G. Onida, L. Reining, A. Rubio. Rev. Mod. Phys. 74, 601 (2002)
  35. F. Bruneval, X. Gonze. Phys. Rev. B 78, 085 125 (2008)
  36. C. Hartwigsen, S. Goedecker, J. Hutter. Phys. Rev. B 58, 3641 (1998)
  37. C.G. Van de Walle, R.M. Martin. Phys. Rev. B 34, 5621 (1986)
  38. R. Shaltaf, G.-M. Rignanese, X. Gonze, F. Giustino, A. Pasquarello. Phys. Rev. Lett. 100, 186 401 (2008)
  39. D. Cociorva, W.G. Aulbur, J.W. Wilkins. Solid State Commun. 124, 63 (2002)
  40. K. Johnston, X. Huang, J. B. Neaton, K.M. Rabe. Phys. Rev. B 71, 100 103 (2005)
  41. L. Kim, J. Kim, U.V. Waghmare, D. Jung, J. Lee. Phys. Rev. B 72, 214 121 (2005)
  42. А.И. Лебедев. ФТТ 51, 2190 (2009)
  43. E. Bousquet, J. Junquera, P. Ghosez. Phys. Rev. B 82, 045 426 (2010)
  44. L.M. Falicov, M. Cuevas. Phys. Rev. 164, 1025 (1967)
  45. Г. Кремер. В сб.: Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры. Мир, М. (1989). С. 274

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.