极性铁磁氧化物超晶格中相干声子传输的工程

摘要 由钙钛矿氧化物组成的人工超晶格作为工程相干声子传输的基本平台，通过重新定义晶格周期性，这对电荷和自旋自由度中的晶格耦合相变有着重要影响。然而，以前操控声子的方法仅限于控制超晶格的周期性，而不是利用在过渡金属氧化物中突出的复杂相互作用。本研究针对由铁磁金属 SrRuO3 和量子顺电性 SrTiO3 构成的氧化物超晶格，实现了通过在原子尺度精度上控制超晶格几何形状来调制声子，展示了使用结构和磁相变的相干声子工程。通过调节界面密度，观察到在室温下声子传输的相干-非相干跨越，这与界面结构连续性的变化相耦合。冷却后，确认声子传输与多重相变之间的密切关系。特别是，SrTiO3 层在 ≈ 200 K 时极性状态的增强导致声子相干性减弱，并且相较于块体极限，超晶格中的热导率进一步降低。这些发现为通过设计复杂氧化物异质结构来工程声子的相干性，以开发未来的热电纳米设备提供了指导。