光控无限层镍酸盐界面二维电子气实现巨光电导开关效应

本研究为解决复杂氧化物界面电子态的光学调控难题，研究人员通过构建NdNiO2/SrTiO3异质结，成功实现光生高迁移率二维电子气(2DEG)的瞬时可逆切换，产生巨光电导效应。该发现为关联氧化物光电子器件开发提供了新范式。

　　

通过光学手段在无限层镍酸盐(infnite-layer nickelate)与钛酸锶(SrTiO₃)界面处实现了可逆的电子基态调控。这种由界面重构、静电限制和光掺杂(photodoping)共同引发的效应，为调控氧化物光学响应开辟了新路径。

研究表明，在原本不存在二维电子气(two-dimensional electron gases, 2DEG)的NdNiO₂//SrTiO₃(001)界面，可通过光激发瞬时产生具有高迁移率的挥发性二维电子气。该机制使界面导电状态能在"开启"(ON)和"关闭"(OFF)态间实现光学切换，产生巨大的瞬时电导率变化。其关键机制在于界面处的结构重构与电子重构，以及内置电场促进光生载流子占据钛(Ti) 3_dxy能带的过程。这项研究深化了对复杂氧化物界面光电导机制的理解，为调控强关联电子(strongly correlated electrons)的光响应行为提供了新策略。