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
cdercder应助呼延惜珊采纳,获得10
刚刚
ww完成签到,获得积分10
刚刚
苹果追命完成签到,获得积分10
1秒前
ji发布了新的文献求助10
1秒前
luo发布了新的文献求助10
1秒前
吞吞完成签到 ,获得积分10
4秒前
离研通完成签到,获得积分10
5秒前
Piang完成签到,获得积分10
5秒前
youngornever88完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
14秒前
15秒前
连夜雪完成签到,获得积分10
15秒前
王大白发布了新的文献求助10
16秒前
于鱼完成签到,获得积分10
17秒前
威武大将军完成签到,获得积分10
17秒前
三十完成签到,获得积分20
17秒前
18秒前
18秒前
愉快洋葱完成签到,获得积分10
19秒前
luo完成签到,获得积分10
19秒前
王粒完成签到,获得积分10
21秒前
HARX完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
卡乐瑞咩吹可完成签到,获得积分10
23秒前
万能图书馆应助yuans采纳,获得10
24秒前
咕咕咕完成签到,获得积分20
26秒前
Mao完成签到,获得积分0
26秒前
zzz完成签到 ,获得积分10
27秒前
ACY完成签到,获得积分10
27秒前
wenli完成签到,获得积分10
28秒前
tao完成签到 ,获得积分10
29秒前
经纲完成签到 ,获得积分0
29秒前
我只是个丙酮酸完成签到,获得积分10
31秒前
云槿完成签到,获得积分10
31秒前
若水完成签到 ,获得积分10
32秒前
nsk完成签到,获得积分10
32秒前
33秒前
Huimin完成签到,获得积分10
33秒前
Liangccg完成签到 ,获得积分10
34秒前
高分求助中
(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
Cronologia da história de Macau 5000
Petrology and Plate Tectonics 800
Electrode Potentials 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Trees of tropical Asia : an illustrated guide to diversity 500
Materials Informatics Molecules, Crystals and Beyond A volume in Acta Materialia Book Series 400
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 7044902
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8711207
关于积分的说明 18446247
捐赠科研通 6558107
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3118067
关于科研通互助平台的介绍 2203369
邀请新用户注册赠送积分活动 2093462