西安電子科技大學在國際頂級物理期刊PRL發表研究成果

2021-01-10 未來網高校

未來網高校頻道4月10日訊(記者 楊子健 通訊員 程珺）近日，西安電子科技大學微電子學院寬禁帶半導體重點實驗室馬海蛟副教授在國際頂級物理期刊《物理評論快報》(Physical Review Letters, PRL)上發表了「Non-Ohmic Variable-Range Hopping and Resistive Switching in SrTiO3 Domain Walls」（鈦酸鍶疇壁中的非歐姆可變程躍遷和憶阻行為）研究論文。馬海蛟副教授為該論文第一作者和通訊作者，西安電子科技大學微電子學院為第一完成單位。PRL是美國物理學會旗艦期刊，是物理學領域最具影響力和高曝光度的綜合性期刊，其論文接收標準主要為開創新方向，解決重要難題，發展新方法，並引發廣泛興趣。

鈦酸鍶是一種非常重要的功能氧化物材料，是物理、材料、介電等多個領域的研究熱點。鈦酸鍶在室溫下是立方結構，在低溫下會發生相變成為四方結構，並形成鐵彈性/鐵電疇壁。研究發現，在絕緣的鈦酸鍶中自發形成的疇壁具有導電性和極化。此前馬海蛟博士對鈦酸鍶疇壁進行了深入的研究，通過電學方法對其進行成像並通過外電場調控（PRL,2016）。本文研究主要針對學界長期以來對鐵電/鐵彈性疇壁特別是鈦酸鍶疇壁的導電機制是Shklovskii hopping或Mott hopping存在的爭議問題，馬海蛟副教授和英國詹姆斯·斯科特教授再次合作，從實驗上揭示了鈦酸鍶疇壁導電機理為Shklovskii Variable-Range Hopping with a Coulomb gap。研究工作解決了該爭議並為疇壁工程學、疇壁電子器件及疇壁憶阻器件研究奠定了基礎（PRL,2020）。同時，研究發現在鈦酸鍶中存在[1-11]疇，證實了核磁共振NMR發現的鈦酸鍶在低溫的三斜晶體結構。這些三斜疇來自於最大尺度20pm的在[111]方向上的Sr離子無序。這個發現對現存的低溫鈦酸鍶超導機制是基於在105K發生的反鐵電四方畸變的理論提出了挑戰。該研究得到了國家自然科學基金的資助。

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