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
深情安青应助buguashushu采纳,获得10
刚刚
wq完成签到,获得积分10
刚刚
PSCs发布了新的文献求助10
刚刚
qing发布了新的文献求助30
1秒前
非常不错发布了新的文献求助10
1秒前
么么完成签到,获得积分10
1秒前
abc37完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
段采萱发布了新的文献求助10
3秒前
共享精神应助猫宁采纳,获得10
3秒前
星辰大海应助迷路初兰采纳,获得10
4秒前
支半雪发布了新的文献求助10
4秒前
HooVon发布了新的文献求助10
4秒前
美丽思山完成签到,获得积分10
5秒前
酷酷的万言完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
yqzl发布了新的文献求助10
6秒前
Alberat发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
carol7298完成签到,获得积分10
7秒前
星辰大海完成签到,获得积分10
8秒前
不见木棉完成签到,获得积分10
8秒前
aixuexi*完成签到,获得积分10
8秒前
懵懂的明辉完成签到,获得积分10
9秒前
FashionBoy应助小瑶采纳,获得10
9秒前
乔乔完成签到,获得积分10
10秒前
daoketuo完成签到,获得积分10
10秒前
阿聪完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
小乖完成签到,获得积分10
11秒前
小二郎应助大力的安阳采纳,获得30
11秒前
JamesPei应助楼下太吵了采纳,获得10
11秒前
yy发布了新的文献求助10
11秒前
mmy完成签到,获得积分10
11秒前
zyfan发布了新的文献求助10
12秒前
蝉鸣一夏59完成签到,获得积分10
12秒前
Alberat完成签到,获得积分10
13秒前
小郭完成签到,获得积分10
13秒前
cdercder应助机智的白卉采纳,获得30
13秒前
13秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 2000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7551041
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9133947
关于积分的说明 19517576
捐赠科研通 7143023
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3260140
关于科研通互助平台的介绍 2426926
邀请新用户注册赠送积分活动 2249169