硫化SrTiO3界面处的二维电子气

《The Journal of Physical Chemistry C》：A Two-Dimensional Electron Gas at the Sulfurized SrTiO3 Interface

硫掺杂制备二维电子气在氧化锆和钛酸钡界面应用取得进展。通过硫化处理氧空位，显著提升界面二维电子气迁移率（77%）和拉希巴自旋-轨道场（45%），首次在氧化亚硫酸钡体系实现二维电子气，验证了阴离子位掺杂在氧化物界面工程中的可行性。

　　

硫化是一种很有前景的阴离子掺杂方法，可用于从功能氧化物合成新的多功能材料。与传统通过修改阳离子位点的掺杂方法不同，通过用硫替代氧化物中的氧来实现阴离子位点的掺杂，这扩大了掺杂策略的范围，并能够显著控制材料的性能。在这项研究中，我们在无序的氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）与硫化SrTiO₃基底之间的界面处制备出了二维电子气（2DEG）。在优化了电子迁移率的条件下，基底硫化使界面2DEG的Rashba自旋-轨道场增强了45%，电子迁移率增强了77%。据我们所知，这是首次在基于SrTiO₃的氧硫化物中实验性地观察到2DEG现象，从而验证了阴离子位点掺杂作为氧化物界面工程的一种可行方法。