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

过渡族金属氧化物(Transitional Metal Oxides, TMO)材料中量子序现象因其独特的物理内涵和潜在的应用价值近年来备受关注。目前对于TMO材料中量子序构建、解构这一动态过程的认识还不是很清晰。探索量子序在某种单一能量参数变化下的构建或解构过程对于深入理解量子序是很有帮助的。本项目将以TMO中钙钛矿结构锰氧化物为研究对象，着力于连续应力对锰氧化物薄膜量子序的影响研究，以期从弹性（应力）能量角度理解量子序的起源和构建－解构的动态过程。项目将在铁电单晶衬底上生长外延锰氧化物薄膜，采用电场调制获取连续、双向可调的晶格应力，关注单一参数- - 晶格应力所引起的能量变化对钙钛矿结构锰氧化物薄膜中量子序构建、解构过程的影响，深入研究应力、晶体结构与量子有序之间的相互关系，为从应力角度理解锰氧化物中的量子序提供实验基础。

量子序的构建和解构在过渡族金属氧化物(Transitional Metal Oxides, TMO)材料中因其独特的物理内涵和潜在的应用价值近年来备受关注。探索量子序在某种单一能量参数变化下的构建或解构过程对于深入理解量子序是很有帮助的。本项目以TMO 中钙钛矿结构锰氧化物为研究对象，着力于连续应力对锰氧化物薄膜量子序的影响研究，以期从弹性（应力）能量角度理解量子序的起源和构建－解构的动态过程。1）我们选择了分别存在双临界点和单临界点的钙钛矿结构锰氧化物材料作为研究对象，采用脉冲激光沉积和磁控溅射沉积方法制备了高质量的钙钛矿结构锰氧化物外延薄膜。通过其输运性能的研究呈现了应力作用对薄膜量子态的影响。 2）通过适当应力作用，我们人工调制关联锰氧化物薄膜处于临界点附近的亚稳定状态，并深入研究了处于亚稳态锰氧化物薄膜中的量子态在外界刺激（比如光、磁场）作用下的动态变化。3）以铁电单晶衬底为调制手段，实现了较大范围的晶格应力调控；详细研究了应力对锰氧化物薄膜量子序的影响，发现铁电单晶衬底的正负极化所导致的应力均抑制（增强）了其中的铁磁金属相(电荷/轨道有序相)，而在外加电场作用下表现为场效应作用。我们的研究结果为从应力角度理解锰氧化物中的量子序提供实验基础。