Layer-dependent electronic structures and magnetic ground states of polar-polar LaVO3/KTaO3 (001) heterostructures

异质结 极地的 基态 凝聚态物理 哈密顿量(控制论) 物理 铁磁性 材料科学 原子物理学 量子力学 数学优化 数学
作者
Shubham Patel,Narayan Mohanta,Snehasish Nandy,S. D. Mahanti,A. Taraphder
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:110 (5)
标识
DOI:10.1103/physrevb.110.054402
摘要

Employing a first-principles and model Hamiltonian approach, we work out the electronic properties of polar-polar ${\mathrm{LaVO}}_{3}/{\mathrm{KTaO}}_{3}$ (LVO/KTO, 001) heterostructures, with up to six layers of KTO and five layers of LVO. Our analyses indicate the existence of multiple Lifshitz transitions (LTs) within the ${t}_{2g}$ bands, which can be fine-tuned by adjusting the number of LVO layers or applying gate voltage. Contrary to the experimental report, spin-orbit coupling is found to be negligible, originating solely from the Ta $5{d}_{xy}$-derived band of KTO, while the $5{d}_{xz}$ and $5{d}_{yz}$ bands are considerably away from the Fermi level while LVO overlayers having no role in it. Magnetic properties of the heterostructures, due to vanadium ions, exhibit a pronounced sensitivity to the number of LVO and KTO layers. Our calculations indicate that the interlayer AFM, (so called A-AFM), is energetically most favorable. This is further supported by ground state energy calculations on extended $\sqrt{2}\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}\sqrt{2}$ supercells. Moreover, we find that an insulator to metal transition at the interface requires four LVO layers, corroborating the experimental observation. The interfaces featuring ferromagnetic (FM) ground states turn out to be half-metallic after the critical thickness is reached. Considerations of the magnetic interactions appear crucial for the experimentally observed critical thickness for metallicity.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
赘婿应助Aurora采纳,获得10
刚刚
凛冬完成签到,获得积分10
刚刚
lucky完成签到 ,获得积分10
刚刚
吴西西发布了新的文献求助10
刚刚
yongfeng完成签到,获得积分10
刚刚
滴滴发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
超级襄完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
wu完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
大个应助害羞香菇采纳,获得10
4秒前
5秒前
英俊的铭应助Moihan采纳,获得10
5秒前
5秒前
久久久久歌完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
Epoch发布了新的文献求助10
6秒前
LLL完成签到,获得积分10
7秒前
香蕉觅云应助sunny采纳,获得10
7秒前
pweijie306完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
酷波er应助欧阳思柔采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
linger发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
晴空完成签到,获得积分10
10秒前
朴素树叶发布了新的文献求助10
11秒前
jocelyn发布了新的文献求助10
11秒前
13秒前
科研通AI6.2应助黄海采纳,获得10
13秒前
勿忘9451发布了新的文献求助10
14秒前
心灵美的笑卉完成签到,获得积分10
15秒前
浅听风吟发布了新的文献求助10
15秒前
zzzzh发布了新的文献求助10
15秒前
zhang发布了新的文献求助10
15秒前
冷静的高烽完成签到,获得积分10
16秒前
高分求助中
液晶指向矢仿真分析数据集 8888
GL 2 A method for assessing the in-place cleanability of food processing equipment, Fourth Edition, December 2023 3000
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Advanced Memory Technology 500
Petrology and Plate Tectonics 500
Writing Systems 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6861195
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8564716
关于积分的说明 18212597
捐赠科研通 6227295
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3047593
关于科研通互助平台的介绍 2047784
邀请新用户注册赠送积分活动 2025248