氧化物异质结暂态行为研究

过渡金属氧化物具有多自由度与强电子关联特性，相应的氧化物异质结表现出丰富的物理效应，是人们极为关注的人工结构体系。以往工作多围绕氧化物异质结的平衡态/稳定态性质，本课题将重点研究氧化物异质结的暂态行为，特别关注体系从非平衡态到平衡态的过渡过程，主要研究内容包括：（1）非平衡载流子的产生、扩散/迁移、湮灭的运动规律；（2）异质结面物理状态和非平衡载流子之间的相互作用；（3）异质结界面电荷累积、磁状态、晶体结构/晶体取向/化学组分及界面修饰对非平衡载流子运动的影响。通过上述研究，可望从各个方面、不同层次上阐明过渡金属氧化物异质结构中电荷、自旋输运是如何发生发展的，揭示非平衡电子/空穴和异质结面间的相互作用规律，找到相应物理过程的最优控制方式，进而为新型功能材料的设计和开发提供理论指导。

过渡金属氧化物具有多自由度与强电子关联特性，相应的氧化物异质结表现出丰富的物理效应，是人们极为关注的人工结构体系。以往工作多围绕氧化物异质结的平衡态/稳定态性质，本课题重点研究氧化物异质结的暂态行为，特别是体系从非平衡态到平衡态的过渡过程。在本项目的支持下，（1）解决了与非平衡载流子相关暂态信号的获取问题，为动力学/运动学行为的研究打下了基础；（2）成功制备了非晶氧化物-晶体氧化物界面二维电子气，并发现了二维电子气暂态过程的变化规律以及调控途径，利用光、电组合调控大大加速场效应的速度；（3）系统研究了氧化物阻变过程的动力学行为，揭示了离子迁移与阻变速率的依赖关系，发现了阻变前期存在酝酿期，阻变是畸变/热能累积瞬时爆发；（4）找到了Si中光载流子控制的新途径：利用磁场对Si-基异质结的磁性氧化物、磁性金属合金的调控实现了Si中载流子的调控。上述工作从各个方面、不同层次上阐明过渡金属氧化物异质结构中电荷、自旋输运是如何发生发展的，揭示非平衡电子/空穴和异质结面间的相互作用规律，进而为新型功能材料的设计和开发提供理论指导。