Ab initio моделирование структурных, электронных и магнитных свойств тонких плёнок и гетероинтерфейсов на основе LaAlO3 и SrTiO3 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Гумарова Ирина Ивановна

• Гумарова Ирина Ивановна
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Гумарова Ирина Ивановна

Введение

Глава 1. Теоретическое описание оксидов переходных металлов

1.1. Зонная теория для свободных электронов

1.2. Модель Хаббарда и изоляторы Мотта

1.3. Расщепление в кристаллическом ноле

1.4. Особенности двумерных структур на основе оксидов переходных металлов

Глава 2. Основы теории функционала плотности для моделирования систем с сильнокоррелированными электронами

2.1. Основы теории функционала плотности

2.2. ВРТ+и

2.3. Практические аспекты

Глава 3. Электронные свойства гетероструктуры ЬаАЮз/БгТЮз

3.1. Параметры моделирования

зз

3.3. Влияние величины параметра кулоновского отталкивания на плотность состояний

3.4. Влияние параметра кулоновского отталкивания на формирование металлического интерфейса

з

з

4.1. Параметры моделирования

4.2. Влияние дефектов на электронные и структурные свойства тонкой плёнки

з

з

4.4. Структурные и электронные свойства гетероструктуры с дефектами

4.5. Магнитные свойства гетероструктуры с дефектами

Глава 5. Гетероструктуры, содержащие сегнетоэлектрик ВаТЮ3

5.1, Гетероструктуры ЬаА103/ВаТЮ3 и ВаТЮ3/БгТЮ3

5.2, Гетероструктура Ьа2Си04/ВаТЮ3

Заключение

Сокращения

Список публикаций автора

Список литературы

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Ab initio моделирование структурных, электронных и магнитных свойств тонких плёнок и гетероинтерфейсов на основе LaAlO3 и SrTiO3»

Актуальность работы

Основная цель любой цивилизации - это как социальное, так и технологическое продвижение, Прошедшее столетие было отмечено целым рядом выдающихся открытий. Половой транзистор, являющийся основным составляющим современного электронного устройства, был предложен Юлием Эдгаром Лилиепфельдом в 1930 году |1|, однако, до практической реализации эта идея тогда не дошла. Начало полупроводниковой индустрии следует отнести к 1947 году, когда впервые был продемонстрирован точечный транзистор Джоном Бардо-ном, Волтером Бреттопом и Вильямом Шотки |2|, Затем, в 1958 году, Джеком Килби была сконструирована первая полупроводниковая интегральная микросхема |3|, которая сегодня способна вместить 5,7 миллиардов транзисторов. Основным материалом, используемым в полупроводниковой технике, но сей день является кремний, который способен переключаться между проводящим и изоляционным состояниями иод воздействием приложенного ноля или ипжекции носителей зарядов. Даже но прошествии половины столетия кремний оставался основным материалом дня электронных устройств благодаря своим свойствам.

Сегодня техника подошла в своём развитии к моменту, когда компьютерные технологии требуют всё более прогрессивного функционала, предоставить который кремний более не в силах. Трудности кремниевой электроники связаны в первую очередь с невозможностью дальнейшей минимизации транзисторов меньше 7 им. И дня поддержания дальнейшего развития электроники требуются альтернативные материалы. Технологии на основе новых материалов могли бы предоставить гораздо более обширный диапазон функциональных возможностей и свойств, таких как: еешетоэлектричеетво, сверхпроводимость, магнетизм, переход металл-изолятор, И совсем необязательно, что эти материалы будут одпокомнопептпыми.

Недавно, в качестве альтернативного материала для микроэлектроники был предложен класс соединений, который был назван "сложными оксидами". Эти соединения состоят из кислорода, являющегося анионом, и двух или более катионов. Большое количество последних исследований было направлено па изучение сложных оксидов, обладающих неровскитпой структурой. Это было обусловлено в первую очередь возможностью создания пленок в один атомарный слой |4, 5| и контроля роста гетероетруктур с помощью метода импульсного лазерного осаждения па атомарном уровне с использованием электронной дифракции высоких энергий и высокого давления |6|, Эти технологии позволили растить сложные оксидные ге-

тероетруктуры, состоящие из множества слоев, и супер-ячейки с заданными заранее тинами интерфейсов. Интенсивное изучение многослойных систем было обусловлено изобилием физических явлений, наблюдаемых на интерфейсах и поверхностях, но не существующих в объёмных соединениях. Более того, в подобных материалах возможно сосуществование нескольких фаз, которыми можно управлять с помощью внешнего ноля. Благодаря этому свойству такие материалы стали идеальными кандидатами дня многофункциональных электронных устройств (особенно благодаря тому, что металлическая фаза может быть ограничена в продолах нескольких постоянных решётки),

Одним из ключевых открытий в области сложных оксидов с неровскитной структурой стало наблюдение электронного газа высокой подвижности на интерфейсе между LaA103 (LAO) и БгТЮз (STO) в 2004 году Охтомо и Хвалгом | |. С тех нор оксидный гетероинтер-фейе на основе этих двух непроводящих и немагнитных оксидов стан широко исследоваться. Вскоре было обнаружено, что при более чем трёх слоях LAO и интерфейсных слоях LaO и Ti02 образуется металлическая фаза толщиной прядка нанометров [ ] в слоях STO [ ], которая переходит в сверхпроводящее состояние при температурах ниже 300 мК |10|. Концентрация электронов в такой гетероструктуре достигает 3 х 1013 см-2, а в гетероструктуре STO/GdTiC>3 (GTO) - 3 х 1014см-2.

Позже стало ясно, что дня более полного понимания картины этого явления необходимо учитывать образование различного рода дефектов. С тех нор огромное количество как теоретиков, так и экспериментаторов бьются над созданием единого обьяспепия всех наблюдаемых явлений в этой гетероструктуре, среди которых сосуществование двумерной электронной проводимости |7, 9-11| и магнетизма |11-17|. Причём магнитная фаза в таком гетороиптерфойсе стабильна вплоть до комнатных температур. И хотя единого объяснения этому явлению до сих нор не найдено |16, 18, 19|, считается, что дефекты играют далеко не последнюю роль. Особенное внимание уделяется образованию кислородных вакансий па интерфейсе. В работах |16, 20-23| было показано, что их присутствие на интерфейсе приводит к орбитальной перестройке атомов Ti и к тринлетному расщеплению его уровней. Существуют

и другие сценарии, связанные, например, с двойным обменным взаимодействием |18, 24, 25|

2

тов Ti3+ и А13+ [ ]. Более того, на интерфейсе наблюдается сильное спин-орбитальное взаимодействие и расщепление Рашбы |26, 27| вследствие нарушения симметрии, что приводит к аномальному магпитотрапенорту |26, 28 30| и может даже стабилизировать нетривиальные

топологические состояния [31, 32, 33],

Несмотря на то, что существует несколько теорий и моделей, объясняющих то или иное наблюдение в гетероетруктурах на основе оксидов, ни одна не способна объяснить сразу все явления. Например, самая распространённая модель поляризационной катастрофы [7, 34] довольно просто объясняет возникновение проводимости, но не даёт объяснения ряда других экспериментальных наблюдений (причин отсутствия проводимости в интерфейсе р-типа, существования непроводящих поверхностных слоёв [9, 35], подавления внутреннего электростатического поля в гетероетруктуре с числом слоёв LAO меньше четырёх [36, 37, 38], или возникновения аналогичного металлического состояния на интерфейсе в образцах, где полярный LAO был заменен на аморфный оксид аллюминия [39]), Кроме того, возникает вопрос: какую роль играют дефекты в перечисленных явлениях, особенно, если эти они выступают в качестве доноров электронов [11, 38, 40, 41, 42, 43, 44], И хотя дефекты чаще всего нежелательны и их стараются избежать в ходе роста гетероетруктур, полностью избавиться и проконтролировать их образование невозможно, А их присутствие, несомненно, оказывает существенное влияние на электронную перестройку как на поверхностях, так и на интерфейсах, А это влияет на функционирование устройств, созданных на их основе (недавно были созданы схемы исключительно на основе сложных оксидов (all-oxide) с полярными транзисторами на основе LAO/STO [45]), Однако, до сих пор не достаёт полного понимания всех процессов электронной перестройки, особенно в присутствии дефектов.

Цель диссертационной работы состоит в выявлении особенностей структурных, электронных и магнитных свойств тонких плёнок и гетероетруктур на основе оксидов переходных металлов, главным образом LaA103 и SrTi03, с помощью расчётов из первых принципов. Для достижения поставленной цели были решены задачи: • Апробировать метод функционала плотности на объёмных образцах LaA103 и SrTi03.

Найти оптимальные параметры и методы моделирования структурных и электронных

33

ках приближения GGА+ U на размер запрещённой зоны и точки перехода от полупро-

33

на структурные, электронные и магнитные свойства тонких плёнок и гетероетруктуры

• Исследовать свойства гетероетруктур, содержащих сегнетоэлектрик: ЬаАЮз/ВаТЮз и ВаТЮз/ЭгТЮз.

• Исследовать свойства гетероетруктуры, содержащей высокотемпературный сверхпроводник: ВаТЮз/Ьа2Си04.

Научная новизна

С помощью теории функционала плотности впервые системно были исследованы структурные, электронные и магнитные свойства объёмных соединений, тонких плёнок и гетеро-

зз

талкивания, использованный в рамках приближения ССА+ £7, на орбиталях 4/ Ьа и 3^ Тл ока-

зз

так и в гетероетруктуре. Впервые было проведено систематическое сравнение энергий образования кислородных вакансий, атомов водорода и их комбинации, находящихся в различных слоях тонких плёнок и гетероетруктуры. Впервые было проанализировано влияние примесных атомов водорода на магнитные свойства: было показано, что рассмотренные типы дефектов (кислородные вакансии и атомы водорода) индуцируют образование магнитного момента. Впервые были исследованы электронные свойства гетероетруктур, содержащих высокотемпературный сверхпроводник и сегнетоэлектрик, в результате чего было предсказано

2 4 з

Теоретическая и практическая значимость

Результаты расчётов влияния параметра кулоновекого отталкивания в рамках приближения ССА+и на орбиталях 4/ Ьа и Тл на электронные свойства объёмных материалов, тонких плёнок и бездефектных гетероетруктур позволят теоретикам учитывать в расчётах нетривиальную зависимость ширины запрещенной зоны и, как следствие, точки перехода металл-диэлектрик от параметра кулоновекого взаимодействия, а экспериментаторам - при сравнении полученных данных с теоретическими расчётами. Результаты моделирования гетероетруктур и тонких плёнок с дефектами показали, что точка перехода металл-диэлектрик

зависит от концентрации дефектов и их локализации. Потому экспериментальные данные

з

туре отличаются друг от друга. Более того, представленные расчёты с атомами водорода на поверхности гетероетруктуры объясняют причины расхождения экспериментальных и теоретических результатов касательно поверхностной проводимости и присутствия нарастающего электростатического потенциала вдоль гетероетруктуры. Наконец, расчёты е учётом маг-

нитной природы исследуемых гетероиитерфейсов показывают, что присутствие дефектов (кислородных вакансий и примесных атомов водорода) является причиной возникновения локального магнитного момента на интерфейсе.

На защиту выносятся следующие основные положения:

• Учёт в расчётах сильных электронных корреляций в гетероетруктуре LaA103/SrTi03 влияет на ширину запрещенной зоны гетероетруктуры и, посредством электрон-решёточного взаимодействия, контролирует величину волнообразных искажений возле интерфейса,

•

ках SrTi03 и LaA103, так и в гетероетруктуре LaA103/SrTi03 определяют электронно-

транспортные и магнитные свойства, которые сильно зависят от локализации и кон-

3

ник-изолятор, а в тонкой плёнке SrTi03 и гетероетруктуре 3LaA103/SrTi03 - переход изолятор-проводник,

верхноетях тонких плёнок или гетероетруктуры, однако, при высоких концентрациях

33

зования дефекта на интерфейсе выше, чем на поверхности. Присутствие кислородных вакансий или примесных атомов водорода на интерфейсе гетероетруктуры индуцирует возникновение магнитных моментов на атомах Ti,

• На границе раздела гетероетруктур LaA103/BaTi03, BaTi03/SrTi03 и BaTi03/La2Cu04

возможно образование квази-двумерной проводящей фазы, плотность электронных

3

3 2 4

при температуре ниже 70 К, что значительно выше критической температуры перехо-

24

Апробация работы

Основные результаты диссертации докладывались на следующих конференциях: "Scanning Probe Microscopy" (г.Екатеринбург, 2019), "European Conference on Applications of Polar Dielectrics" (г.Москва, 2018), "Scanning Probe Microscopy" (г.Екатеринбург, 2018), "Design of magneto-active compounds" (г, Иркутск, 2017), International Seminar "Phase transitions

and inhomogeneous states in oxides" - International Workshop PTIS017 (г, Казань, 2017), "XXI Всероссийская конференция по физике сегнетоэлектриков (ВКС - XXI)" (г.Казань, 2017), "What about U? - Effects of Hubbard Interactions and Hund's Coupling in Solids" (Триест, Италия, 2016), "(ICAMM) International Conference on Advanced Materials Modelling" (Ренн, Франция, 2016), "80th Annual Conference of the DPG and DPG Spring Meeting" (Регенебург, Германия, 2016), "TEE 80 meeting" (Фрайзинг, Германия, 2016), "2nd TEE 80 Summer school Functionality of Correlated Materials" (Прейн а Кимзи, Германия, 2015), "Конференция молодых ученых: Молодежь и инновации Татарстана" (Казань 2014, 2015). " XXXVII Совещание по физике низких температур" (Казань, 2015).

Публикации

Материалы диссертации опубликованы в 17 печатных работах, из них 7 статей в рецензируемых журналах и 10 тезисов докладов.

Личный вклад автора

Содержание диссертации и основные положения, выносимые на защиту, отражают персональный вклад автора в опубликованные работы. Подготовка к публикации полученных результатов проводилась совместно с соавторами. Все представленные в диссертации результаты получены лично автором.

Структура и объём диссертации

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и библиографии. Общий объём диссертации - 104 страницы, включая 53 рисунок и одну таблицу. Библиография включает 150 наименований на 14 страницах.

Глава 1

Теоретическое описание оксидов переходных металлов

Соединения на основе оксидов переходных металлов представляют собой уникальный класс соединений, в которых наблюдается большое количество физических явлений. Среди них присутствуют как металлы, так и широкозонные изоляторы, а также системы, в которых возможен переход металл-диэлектрик. В этих веществах наблюдаются: образование двумерной электронной жидкости |7, 9, 10, 23|, мультиферроидпость |46|, колоссальное маг-нитоеоиротивление |47|. Наконец, высокотемпературные сверхпроводники также относятся к этому классу соединений |48|,

С практической точки зрения магнитные свойства этих соединений были исследованы на протяжении долгих .нет, однако, в последнее время на передний план вышли их электронные свойства. Идеи снинтроники, магнитоэ.нектричества, мультиферроидпости и высокотемпературной сверхпроводимости образуют богатую и многообещающую область исследований.

Основной фактор, определяющий разнообразие свойств данных материалов, - это то, что их электроны могут занимать два концептуально разных состояния: либо они могут быть локализованы около определённого иона, либо быть делокализовапными (или странствующими) подобно электронам в обычных металлах, как, например, в натрии.

1.1. Зонная теория для свободных электронов

Рассмотрим свободные электроны (или электронный газ), находящиеся в периодической решётке ионов. В рамках зонной теории |49| спектр электрона в периодическом потенциале состоит из разрешённых и запрещённых энергетических уровней энергий. Энергетические уровни множества электронов образуют зоны: валентную, зону проводимости и разделяющую их запрещённую зону.

Существует два метода описания образования зон в полупроводниках. В нервом - электроны рассматриваются как невзаимодействующие и независимые частицы, движущиеся в периодическом потенциале решётки. Спектр свободных электронов в периодическом потенциале е(к) = к2/2т. Соответствующее уравнение Шредингера для электрона известно как уравнение Матье, а спектр имеет форму энергетических зон, разделённых энергетическими щелями при значениях волновых векторов равных волновым векторам обратной решётки

К = 2лп/а, где а - параметр решётки. Конечно, зонная структура реального кристалла будет намного сложное этого одномерного случая, с возможными пересечениями зон, однако, общее правило такое же: если в ионе, или в элементарной ячейке, нечётное количество электронов, то в рамках этого приближения некоторые зоны будут частично заполнены, а система будет металлом; если же число электронов чётное, то это был бы изолятор (хотя в случае наложения зон система может оказаться металлом или полупроводником).

Другой метод, используемый в зонной теории, - это приближение сильной связи. Этот метод более приближен к реальному случаю для ^-электронов переходных металлов. Изолированные атомы рассматриваются в этом случае вместе с атомарными уровнями, а движение электронов рассматривается как тухшелирование или перескоки от одного атома к другому, то есть из одной потенциальной ямы в другую. Для двух соседних потенциальных ям это приводит к расщеплению энергетических уровней на две конфигурации, |Ь) = —^(\ — ) + |2)) и

\а) = —1— (\ 1) — \ 2)). В периодической решётке, состоящей из таких центов, каждый атомарный 2

уровень уширен и представляет собой зону с состояниями в виде плоских зон с импульсом

\к) = ——= £ е*»\п), (1.1)

\ ) \ )

1.2. Модель Хаббарда и изоляторы Мотта

В простейшем идеализированном случае дня решётки, состоящей из атомов с невырожденными электронными уровнями (например, решётка из атомов водорода) с одним невырожденным уровнем 1л, Гамильтониан имеет вид:

н = — Е 4,

<г,]>,а

где - операторы рождения и уничтожения электрона в состоянии г со спином а,

t - матрица перескока (в общем случае), а суммирование по < г] > осуществляется по ближайшим соседям. Это приводит к образованию энергетических зон. Преобразование Фурье выражения (1.2) приводит к гамильтониану:

НЬ = — ^ , (1.3)

к,а

с энергетическим спектром (далее: спектр)

е(к) = —2i(cos кх + cos ку + cos kz), (1,4)

Это стандартное приближение сильной связи. Как было сказано выше, дня решётки с N состояниями будет N энергетических уровней в зоне, а в случае N, стремящегося в бесконечность, будет непрерывный спектр. Согласно принципу запрета Паули в этой зоне будет 2 N мест дня электронов. Таким образом, в случае одного электрона на состояние электронная плотность п = Nei/N = 1, зона будет заполнена наполовину, а система будет металлом.

Матрица перескока t определяет ширину зоны W = 2zt (z - количество ближайших соседей, то есть равно двум в одномерном, и - четырем в двумерном случае). Однако, но крайней мере один важный физический эффект был упущен в этом изложении. В гамильтониане (1.2) не было учтено кулоновское отталкивание между электронами. Энергия кулоновского отталкивания между двумя электронами, находящимися в состоянии j, обычно обозначается U, а гамильтониан, описывающий это взаимодействие, имеет вид:

Hint = и щnii, (li5)

г

а результирующий гамильтониан:

нь = £(к)с\о ci<? + и щщ; (L6)

к,а

это известно как модель Хаббарда |50|,

Таким образом, введя этот физический эффект, на образование электронно-дырочной нары будет затрачена энергия П. Если эта пара начнёт двигаться но кристаллу, то образовались бы энергетические зоны 1.3, 1.4, а электрон-дырочная пара заняла бы нижние уровни в этих зонах с энергией — 1Ш = То есть, прирост энергии равен Ш = 2г£, а потеря энергии - и. Таким образом, если и > Ш, то электроны останутся на своих местах, а система будет изолятором. Для образования свободных носителей необходимо преодолеть энергетическую щель:

Ед - и — Ш = и — (1.7)

которая играет ту же роль, что и энергетическая щель между заполненной валентной и пустой зоной проводимости в обычных изоляторах или полупроводниках как Се или 81.

Таким образом, в случае одного электрона на состояние, п=1, при небольшом £ (или для узкой зоны Ж) учёт кулоновского отталкивания (уравнение ) может сделать систему

изолированный ион ,

\

/

\

/

/

/

/

в октзэдрическом окружении

/

А

Рисунок 1.1 — Ион переходного металла (в цен- Рисунок 1.2 — Расщепление ¿-уровней иона Петре) в октаэдрическом окружении лигандов (на- реходного металла в октаэдрическом окружс-

изолятором, если и > Ш = 2г£, несмотря на тот факт, что система является металлом в обычной зонной теории. Такие изоляторы называются изоляторами Мотта или Мотта-Хаб-барда |50|.

1.3. Расщепление в кристаллическом поле

При помещении иона переходного металла в кристалл, его электронные состояния изменяются. Если дня изолированного атома или иона распределение электронной плотности сферическое, то в кристалле оно нарушается, и новое распределение зависит от структуры кристалла. Так, если ион переходного металла окружен анионным октаэдром, например О2- (рисунок 1,1), ¿-уровни, которые были вырождены в изолированном ионе (/ = 2, Р = 2,1, 0, -1, —2), расщепляются на нижний триплет ¿2й, и верхний дуплет ед (рисунок 1,2) вследствие взаимодействия ¿-электронов переходного металла с окружением. Это так называемое расщепление в кристаллическом ноле.

пример, кислорода).

ПИИ.

и = |3г2 — г2) = |Р = 0) - 1/2(3г2 — г2) = 1/2(2г2 — ж2 — у2), |х2 — у2) = 1/2(|2) + | — 2)) - /3/2(ж2 — у2),

(1.8)

|ту) = — г/>/2(|2) — | — 2)) -л/3ху, Ьд : ^у) = —1//2(|1) — | — 1)) -

Ы = г//2(|1) + | — 1)) -/3уг.

(1.9)

До сих пор речь шла о кубическом кристаллическом поле. Дальнейшее понижение симметрии, например, при искажении кислородного октаэдра, приведёт к дополнительному расщеплению ¿ орбиталей. Тетрагональные и орторомбичеекие искажения расщепляют как уровни ей, так и ¿2й, а тригональные - только уровни ¿2й.

1.4. Особенности двумерных структур на основе оксидов переходных металлов

До настоящего момента речь шла об объёмных соединениях на основе переходных металлов, Однако, существуют такие системы, в которых специфические физические явления проявляются только вследствие двумерного характера этих систем, К ним относятся, например, плёнки, поверхности объёмных материалов или интерфейсы между разными системами. Подобные системы активно изучаются и используются на практике, например, современные электронные устройства основаны на интерфейсных эффектах, преимущественно между полупроводниками.

На стыке двух материалов, содержащих переходные металлы, могут появиться самые специфические эффекты. Поскольку нарушена симметрия, то могут образоваться нетривиальные магнитные и ферроэлектрические состояния. Кроме того, вследствие различия параметров ячеек стыкуемых материалов нарушается периодичность ячеек, изменяется электронная структура.

Следует отметить, что многие важные явления в соединениях с переходными металлами похожи на явления, возникаемые в полупроводниках, К ним относятся, например, изгибание зон, образование барьеров (Шоттки), Однако, некоторые явления специфичны для двумерных систем на основе переходных металлов, В первую очередь, это изменение некоторых характеристических параметров. Для системы с коррелированными электронами таковыми являются, прежде всего, параметр перескока ¿, ширина запрещённой зоны Ш — а также параметр Хаббарда и. Эффективный параметр перескока £ может измениться вследствие структурных трансформаций на поверхности (например, структурная релаксация и реконструкция поверхности). Так, для интерфейсов параметры решёток могут изменяться значительно, это приводит к изменению межатомных расстояний и, как следствие, значений ¿. Но самый важный факт (и самый простой) - это то, что для поверхностного слоя число ближайших соседей г*, на шторые ё электроны могут перепрыгнуть, меньше, чем в объёмных

образцах, г. Следовательно, запрещённая зона Ш* = 2г% которая связана с кинетической энергией, уменьшена но сравнению с запрещённой зоной в объёме. Это уменьшение кинетической энергии делает поверхности и интерфейсы более изолирующими.

В то же время изменяется величина энергии Кулона (параметр и в модели Хаббарда), Экранирование кулоновского взаимодействия вследствие образования зарядового возбуждения, например, в процессе ¿пйп ^ ¿п-1с1п+1, будет отличным в случае поверхностей или тонких плёнок но сравнению с объёмом, особенно дня плёнок на металлических подножках. Этот эффект может быть настолько сильным, что сделает поверхность или плёнку металлической (и* < Ш* = 2г£*). Например, такой эффект наблюдается в N10: ширина запрещённой зоны плёнки на металлической подножке, равная 1.2 эВ, меньше соответствующей энергетической щели в ЗэВ в объёмном ХЮ, Однако, как было отмечено выше, противоположный эффект уменьшения кинетической энергии также возможен, более того, он встречается чаще металлизации поверхности. Например, это наблюдается в тонкой плойке или многослойном никелате Д№Оз.

Если учитывать такие факторы, как орбитальные эффекты, то картина будет более реалистичной, но в то же время более сложной. Особенно в случае систем с частичным орбитальным упорядочением. При этом орбитальная структура может измениться на поверхности или интерфейсе. Это происходит вследствие ряда факторов. Во-первых, искажения решётки вместо с частичным орбитальным упорядочением могут быть уменьшены из-за механического напряжения, вызванного различием параметров кристаллической решётки подножки и тонкой плёнки. Также, вклад сверхтонкого взаимодействия в орбитальное упорядочение может сильно измениться. Орбитальная структура на интерфейсе может отличаться от структуры в объёме, а также зависеть от типа подножки,

зз

Наконец, очень важный класс эффектов, которые активно исследуются, начиная с 2004 года, - это явления, связанные с возможностью возникновения заряженных слоён, особенно интерфейсов (на стыке двух материалов), а также связанным с этим явлением двумерной проводимости 1511. Тот факт, что наличие заряженных слоён может привести к нетривиальным эффектам был уже реализован в полупроводниках много .нет назад, например в |52|, Интенсивное изучение многослойных систем было обусловлено в первую очередь возникающей электронной перестройкой 153, 54| в таких структурах. Хесиор, Тженк, Хоерос и Савац-

кий 1531 впервые применили термин "электронной перестройки" но отношению к электронной структуре полярной поверхности: изменение валентности поверхностных ионов приводило к появлению проводимости на поверхности, таким образом предотвращая расхождение потенциала. Позже Окамото и Миллис |54|, обобщили этот термин на все случаи, когда электронная фаза поверхности или интерфейса отличается от объёмного материала,

Гетероинтерфейс между LaA103 и SrTi03 представляет собой лёгкий способ экспериментальной реализации разрыва валентностей в оксидах с неровскитной структурой |7|, Оба соединения являются немагнитными широкозоппыми изоляторами (ширина запрещённой зоны для LAO «5,6 эВ, для STO ~3,2эВ) и имеют близкие значения параметров решёток (3,789 А и 3,905 А, соответственно) [7], Валентные состояния составляющих атомов: La3+,

А13+, О2— Sr2+, Ti4+; при этом только Ti может понижать свою валентность до 3+, В на-

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гумарова Ирина Ивановна, 2020 год

Список литературы

1. Edgar, L, J, Method and apparatus for controlling electric currents / L, J, Edgar, — 1930, — US Patent 1,745,175.

2. Shoeklev, W. The theory of p-n junctions in semiconductors and p-n junction transistors / W. Shoeklev // Bell Labs Technical Journal. - 1949. - V. 28, no. 3. - Pp. 435-489.

3. Kilbv, J. S. Plug-in circuit units / J. S. Kilby. - 1959. - US Patent 2,892,130.

4. Atomic control of the SrTi03 crystal surface / M. Kawasaki, K. Takahashi, T. Maeda et al. // Science. - 1994. - V. 266, no. 5190. - Pp. 1540-1542.

5. Quasi-ideal strontium titanate crystal surfaces through formation of strontium hydroxide /

G. Koster, B. L. Kropman, G. J. Eijnders et al. // Applied Physics Letters. — 1998. — V. 73, no. 20. - Pp. 2920-2922.

6. In situ monitoring during pulsed laser deposition of complex oxides using reflection high energy electron diffraction under high oxygen pressure / G. J. Eijnders, G. Köster, D. H. Blank,

H. Eogalla // Applied Review Letters. - 1997. - V. 70, no. 14. - Pp. 1888-1890.

33

H. Hwang // Nature. - 2004. - V. 427, no. 6973. - Pp. 423-426.

33

toeleetron spectroscopy / M. Sing, G, Berner, K, Goß et al. // Physical Review Letters,— 2009. - V. 102, no. 17. - art. 176805 (4 pages).

9. Tunable quasi-two-dimensional electron gases in oxide heterostructures / S. Thiel, G. Hammerl, A. Schmehl et al. // Science. - 2006. - V. 313, no. 5795. - Pp. 1942-1945.

10. Superconducting interfaces between insulating oxides / N. Revren, S. Thiel, A. Caviglia et al. // Science. - 2007. - V. 317, no. 5842. - Pp. 1196-1199.

11. Yu, Y. A unifying mechanism for conductivity and magnetism at interfaces of insulating nonmagnetic oxides / Y. Yu, A. Zunger // Nat. Commun. — 2014. — V. 5, art. 5118 (9 pages).

12. Magnetic effects at the interface between non-magnetic oxides / A. Brinkman, M. Huijben, M. Van Zalk et al. // Nature materials. - 2007. - V. 6, no. 7. - Pp. 493-496.

13, Formation of oxygen vacancies and charge carriers induced in the n-tvpe interface of a LaAlO 3 overlaver on SrTi03 (001) / Y, Li, S, N. Phattalung, S, Limpijumnong et al, // Physical Review B. - 2011. - V. 84, no. 24. - art. 245307 (6 pages).

33

et al. // Nature communications. — 2011. — V. 2. — art. 188 (7 pages).

33

J. A. Bert, B. B. Klopfer et al. // Nature communications.— 2012,— V. 3. — art. 922 (7 pages).

16. Oxygen vacancies at titanate interfaces: Two-dimensional magnetism and orbital reconstruction / N. Pavlenko, T. Kopp, E. Tsvmbal et al. // Physical Review B. — 2012. — V. 86, no. 6. — art. 064431 (13 pages).

17. Pavlenko, N. Magnetically ordered state at correlated oxide interfaces: the role of random oxygen defects / N. Pavlenko, T. Kopp // Journal of superconductivity and novel magnetism. — 2013. - V. 26, no. 4. - Pp. 1175-1178.

33

structures: possibility of finite momentum pairing / K. Michaeli, A. C. Potter, P. A. Lee // Physical Review Letters. — 2012. — V. 108, no. 11. — art. 117003 (5 pages).

33

J. Ruhman, A. Joshua, S. Ilani, E. Altman // Physical Review B. 2014,— V. 90, no. 12. — art. 125123 (15 pages).

33

heterostructures: a resonant soft-X-rav scattering study / J. Park, B.-G. Cho, K. Kim et al. // Physical Review Letters. — 2013. — V. 110, no. 1. — art. 017401 (5 pages).

3 3 3 3

M. Salluzzo, S. Gariglio, D. Stornaiuolo et al. // Physical Review Letters. — 2013. — V. Ill, no. 8. — art. 087204 (5 pages).

22. Pavlenko, N. Emerging magnetism and electronic phase separation at titanate interfaces / N. Pavlenko, T. Kopp, J. Mannhart // Physical Review B. 2013,- V. 88, no. 20. -art. 201104 (5 pages).

23, Yu, L, A polarity-induced defect mechanism for conductivity and magnetism at polar-nonpolar oxide interfaces / L, Yu, A, Zunger // Nature communications, — 2014, — V, 5, — art, 5118 (9 pages),

24, Zener, C, Interaction between the d-shells in the transition metals, ferromagnetic compounds of manganese with perovskite structure / C, Zener // Physical Review, — 1951,— V, 82, no. 3. - Pp. 403-405.

25. Banerjee, S. Ferromagnetic exchange, spin-orbit coupling and spiral magnetism at the LaA103/SrTi03 interface / S, Banerjee, O, Erten, M. Randeria // Nature physics. — 2013. — V. 9, no. 10. - Pp. 626-630.

26. Tunable Rashba spin-orbit interaction at oxide interfaces / A. Caviglia, M, Gabav, S. Gariglio et al, // Physical Review Letters, — 2010, — V, 104, no, 12, — art, 126803 (5 pages),

3 3 3

Z. Zhong, A. Tôth, K. Held // Physical Review B.- 2013,- V. 87, no. 16. - art. 161102 (5 pages).

33

A. Joshua, J. Ruhman, S. Pecker et al. // Proceedings of the National Academy of Sciences. — 2013. - V. 110, no. 24. - Pp. 9633-9638.

33

Y. Lereah et al. // Physical Review B. — 2009. — V. 80, no. 14. — art. 140403 (4 pages).

30. Antiloealization at an oxide interface / P. Seiler, J. Zabaleta, R. Wanke et al. // Phvs, Rev.

B. - 2018. - V. 97, no. 7. - art. 075136 (13 pages).

31. Loder, F. Route to topological superconductivity via magnetic field rotation / F. Loder, A. P. Kampf, T. Kopp // Scientific reports. — 2015. — V. 5. — art. 15302 (10 pages).

32. Magnetic and superconducting ordering in one-dimensional nanostructures at the

33

Review B. — 2013. — V. 87, no. 1. — art. 014436 (11 pages).

33. Scheurer, M. S. Topological superconductivity and unconventional pairing in oxide interfaces / M. S. Scheurer, J. Schmalian // Nature communications. — 2015. — V. 6. — art. 6005 (10 pages).

34, Nakagawa, N. Why some interfaces cannot be sharp / N. Nakagawa, H, Y, Hwang, D. A. Müller // Nature materials. - 2006. - V. 5, no. 3. - Pp. 204-209.

35. Direct k-space mapping of the electronic structure in an oxide-oxide interface / G. Berner, M. Sing, H. Fujiwara et al. // Physical Review Letters. — 2013. — V. 110, no. 24. — art. 247601 (5 pages).

33

grown by molecular beam epitaxy / Y. Segal, J. Ngai, J. Reiner et al. // Physical Review B. - 2009. - V. 80, no. 24. - art. 241107 (4 pages).

37. Hard x-ray photoemission and density functional theory study of the internal electric field

33

Physical Review B. - 2013. - V. 87, no. 8. - art. 085128 (11 pages).

33

electron spectroscopy / G. Berner, A. Müller, F. Pfaff et al. // Physical Review B. — 2013. — V. 88, no. 11. — art. 115111 (8 pages).

39. Two-dimensional superconductivity between SrTi03 and amorphous A1203 / D, Fuchs, R. Schäfer, A. Sleem et al. // Applied Physics Letters. - 2014. - V. 105, no. 9. - art. 092602.

33

Ti 3d electrons / N. Pavlenko, T. Kopp, E. Y. Tsvmbal et al. // Physical Review B. — 2012. — V. 85, no. 2. - art. 020407 (5 pages).

41. Bristowe, N. Surface defects and conduction in polar oxide heterostructures / N. Bristowe, P. Littlewood, E. Artacho // Physical Review B. 2011,- V. 83, no. 20. - art. 205405 (6 pages).

33

A. Janotti, L. Bjaalie, L. Gordon, C. Van de Walle // Physical Review B. — 2012. — V. 86, no. 24. — art. 241108 (5 pages).

43. The origin of two-dimensional electron gases at oxide interfaces: insights from theory / N. Bristowe, P. Ghosez, P. Littlewood, E. Artacho // Journal of Physics: Condensed Matter,— 2014. - V. 26, no. 14. - art. 143201.

44, Structure and energetics of LaA103 (001) surfaces / K, Krishnaswamy, C, Drever, A, Janotti, C. Van de Walle // Physical Review B. - 2014. - V. 90, no. 23. - art. 235436 (6 pages).

33

J. Mannhart // Applied Physics Letters. — 2012. — V. 100, no. 5. — art. 053506 (5 pages).

46. Ultrathin limit of exchange bias coupling at oxide multiferroic/ferromagnetic interfaces / M. Huijben, P. Yu, L. Martin et al. // Advanced materials.— 2013,— V. 25, no. 34,— Pp. 4739-4745.

47. Ramirez, A. Colossal magnetoresistance / A. Ramirez // Journal of Physics: Condensed Matter. - 1997. - V. 9, no. 39. - P. 8171.

48. Shen, Z.-X. Electronic structure and photoemission studies of late transition-metal oxides—Mott insulators and high-temperature superconductors / Z.-X. Shen, D. S. Dessau // Physics Reports. - 1995. - V. 253, no. 1. - Pp. 1-162.

49. Kittel, C. Introduction to solid state / C. Kittel. — John Wiley & Sons, 1966.

50. Anisimov, V. I. Band theory and Mott insulators: Hubbard U instead of Stoner I / V. I. Anisi-mov, J. Zaanen, O. K. Andersen // Physical Review B. — 1991. — V. 44, no. 3. — Pp. 943-954.

51. Noguera, C. Polarity in oxide ultrathin films / C. Noguera, J. Goniakowski // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2008. - V. 20, no. 26. - art. 264003.

52. Polar heterojunction interfaces / W. Harrison, E. Kraut, J. Waldrop, R. Grant // Physical Review B. - 1978. - V. 18, no. 8. - Pp. 4402-4410.

53. Photoemission evidence of electronic stabilization of polar surfaces in K3C60 / R. Hes-per, L. Tjeng, A. Heeres, G. Sawatzkv // Physical Review B. — 2000,— V. 62, no. 23,— Pp. 16046-16055.

54. Okamoto, S. Electronic reconstruction at an interface between a Mott insulator and a band insulator / S. Okamoto, A. J. Millis // Nature. - 2004. - V. 428, no. 6983. - Pp. 630-633.

55. Two-dimensional electron gases at oxide interfaces / J. Mannhart, D. Blank, H. Hwang et al. // MRS bulletin. - 2008. - V. 33, no. 11. - Pp. 1027-1034.

33

G. Koster et al. // Advanced Materials. - 2009. - V. 21, no. 17. - Pp. 1665-1677.

33

ing / W, Siemons, G. Köster, H. Yamamoto et al. // Physical Review Letters. — 2007,— V. 98, no. 19. - art. 196802 (4 pages).

33

3

B. - 2007. - V. 75, no. 12. - art. 121404 (4 pages).

33

M. Basletic, J.-L. Maurice, C. Carrétéro et al. // Nature materials. — 2008. — V. 7, no. 8. — Pp. 621-625.

33

G. Herranz, M. Basletic, M. Bibes et al. // Physical Review Letters. — 2007,— V. 98, no. 21. - art. 216803 (4 pages).

33

studied by the FLAPW method / M. S. Park, S. Rhim, A. J. Freeman // Physical Review B. - 2006. - V. 74, no. 20. - art. 205416 (6 pages).

33

A. A. Demkov // Physical Review B. - 2008. - V. 78, no. 19. - art. 193104 (4 pages).

3

3

2008. - V. 101, no. 25. - art. 256801 (4 pages).

64. Penteheva, R. Electronic phenomena at complex oxide interfaces: insights from first principles / R. Penteheva, W, E. Pickett // Journal of Physics: Condensed Matter. — 2010,— V. 22, no. 4. - art. 043001.

33

T. C. Droubav, V. Shutthanandan et al. // Journal of Physics: Condensed Matter. — 2010. — V. 22, no. 31. - art. 312201.

66, The origin of oxygen in oxide thin films: Role of the substrate / C, Schneider, M, Esposito, I. Marozau et al. // Applied Physics Letters. - 2010,- V. 97, no. 19. - art. 192107 (3 pages).

67. Eckstein, J. N. Oxide interfaces: Watch out for the lack of oxygen / J. N. Eckstein // Nature materials. - 2007. - V. 6, no. 7. - Pp. 473-474.

33

J. Triscone // Journal of Physics: Condensed Matter. — 2009. — V. 21, no. 16. — art. 164213 (3 pages).

69. Instability, intermixing and electronic structure at the epitaxial heterojunction / S. A. Chambers, M. H. Engelhard, V. Shutthanandan et al. // Surface Science Reports. — 2010. — V. 65, no. 10. - Pp. 317-352.

3

derlich, H. Ohta, K. Koumoto // Phvsica B: Condensed Matter. — 2009. — V. 404, no. 16. — Pp. 2202-2212.

33

V. Vonk, J. Huijben, D. Kukuruznvak et al. // Physical Review B. — 2012,— V. 85, no. 4.

— art. 045401 (5 pages).

33

ciples study / W.-j. Son, E. Cho, J. Lee, S. Han // Journal of Physics: Condensed Matter. — 2010. - V. 22, no. 31. - art. 315501.

33

contacts / R. Arras, V. G. Ruiz, W. E. Pickett, R. Penteheva // Physical Review B.— 2012. - V. 85, no. 12. - art. 125404 (8 pages).

33

G. Berner, S. Glawion, J. Walde et al. // Physical Review B. — 2010,— V. 82, no. 24.

— art. 241405 (4 pages).

33

optical conductivity / T. Asmara, A. Annadi, I. Santoso et al. // Nature communications. — 2014. — V. 5, art. 3663 (10 pages).

76, Direct imaging of the coexistence of ferromagnetism and superconductivity at the LaA103/SrTi03 interface / J, A, Bert, B, Kalisky, C, Bell et al, // Nature physics, — 2011, — V. 7, no. 10,- Pp. 767-771.

33

interfaces / L. Li, C. Richter, J. Mannhart, R. Ashoori // Nature physics. — 2011,— V. 7, no. 10. - Pp. 762-766.

78. Kohn, W, Density functional theory of electronic structure / W, Kohn, A. D. Becke, R. G. Parr // The Journal of Physical Chemistry.— 1996,— V. 100, no. 31,— Pp. 12974-12980.

79. Parr, R. G. Density-functional theory of atoms and molecules / R. G. Parr, R. G. P. W, Yang. — Oxford university press, 1989.

80. Kurth, S. Density-functional correction of random-phase-approximation correlation with results for jellium surface energies / S. Kurth, J. P. Perdew // Physical Review B. — 1999,— V. 59, no. 16. - Pp. 10461-10468.

81. Hohenberg, P. Inhomogeneous electron gas / P. Hohenberg, W, Kohn // Physical review,— 1964. - V. 136, no. 3B. - Pp. B864-B871.

82. Lieb, E. H. The Thomas-Fermi theory of atoms, molecules and solids / E. H. Lieb, B. Simon // Advances in Mathematics. — 1977. — V. 23, no. 1. — Pp. 22-116.

83. Kohn, W, Self-consistent equations including exchange and correlation effects / W, Kohn, L. J. Sham // Physical Review. - 1965. - V. 140, no. 4A. - Pp. A1133-A1138.

84. Kohn, W, Quantum density oscillations in an inhomogeneous electron gas / W, Kohn, L. Sham // Physical Review. - 1965. - V. 137, no. 6A. - Pp. A1097 A1705.

85. Jones, R. O. The density functional formalism, its applications and prospects / R. O. Jones,

0. Gunnarsson // Reviews of Modern Physics. — 1989. — V. 61, no. 3. — Pp. 689-746.

86. Perdew, J. P. Generalized gradient approximation made simple / J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof // Physical Review Letters. - 1996. - V. 77, no. 18. - Pp. 3865-3868.

87. Solovvev, I. Combining DFT and many-body methods to understand correlated materials /

1. Solovvev // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2008. - V. 20, no. 29. - art. 293201.

88. Anisimov, V, I, Electronic structure of strongly correlated materials / V, I, Anisimov // AIP Conference Proceedings / AIP. - V. 1297. - 2010. - Pp. 3-134.

89. Fulde, P. Electron correlations in molecules and solids / P. Fulde // Progress of Theoretical Physics Supplement. — 1984. — V. 80. — Pp. 47-61.

90. Anisimov, V. I. First-principles calculations of the electronic structure and spectra of strongly correlated systems: the LDA+U method / V. I. Anisimov, F. Arvasetiawan, A. Lichtenstein // Journal of Physics: Condensed Matter. — 1997. — V. 9, no. 4. — art. 767.

91. Czyzvk, M. Local-density functional and on-site correlations: the electronic structure of La2Cu04 and LaCu03 / M. Czyzvk, G, Sawatzky // Physical Review B, 1994,— V. 49, no. 20,- Pp. 14211-14228.

92. Multipole decomposition of LDA+U energy and its application to actinide compounds / F. Bultmark, F. Cricchio, O. Gränäs, L. Nordström // Physical Review B. — 2009. — V. 80, no. 3. — art. 035121 (11 pages).

93. Electron-energv-loss spectra and the structural stability of nickel oxide: An LSDA+U study / S. Dudarev, G. Botton, S. Savrasov et al. // Physical Review B. 1998,— V. 57, no. 3. — Pp. 1505-1509.

94. Martin, R. M. Electronic structure: basic theory and practical methods / R. M. Martin. — Cambridge university press, 2004.

95. Blöchl, P. E. Projector augmented-wave method / P. E. Blöchl // Physical Review B. 1994. - V. 50, no. 24. - Pp. 17953-17979.

96. Kresse, G. Efficient iterative schemes for ab initio total-energy calculations using a plane-wave basis set / G. Kresse, J. Furthmüller // Phvs, Rev. B. — 1996. — V. 54. — Pp. 11169-11186.

97. QUANTUM ESPRESSO: a modular and open-source software project for quantum simulations of materials / P. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini et al. // Journal of physics: Condensed matter. - 2009. - V. 21, no. 39. - art. 395502 (19 pages).

98. Kresse, G. Efficiency of ab-initio total energy calculations for metals and semiconductors using a plane-wave basis set / G. Kresse, J. Furthmüller // Computational Materials Science. — 1996. - V. 6, no. 1. - Pp. 15-50.

99, ABIXIT: First-principles approach to material and nanosystem properties / X, Gonze, B, Amadon, P.-M, Anglade et al, // Computer Physics Communications, — 2009, — V, 180, no. 12,- Pp. 2582-2615.

100. The SIESTA method for ab-initio order-X materials simulation / J, M, Soler, E, Artaeho, J, D, Gale et al, // Journal of Physics: Condensed Matter,— 2002,— V, 14, no, 11,— Pp. 2745-2779.

101. Marx, D. Ab-initio molecular dynamics: basic theory and advanced methods / D. Marx, J. Hutter, — Cambridge University Press, 2009.

102. Medea®-2.17, materials design, inc. // Angel Fire, NM, USA.— 2015. materialsdesign.com.

103. Chen, H. Electronic and magnetic properties of SrTi03/LaA103 interfaces from first principles / H. Chen, A. M. Kolpak, S. Ismail-Beigi // Advanced Materials. — 2010. — V. 22, no. 26-27. - Pp. 2881-2899.

104. Density-functional theory and XiO photoemission spectra / V. I. Anisimov, I. Solovyev, M. Korotin et al. // Physical Review B. - 1993. - V. 48, no. 23. - Pp. 16929-16934.

105. Heyd, J. Hybrid functionals based on a screened coulomb potential / J. Heyd, G. E. Scuseria, M. Ernzerhof // The Journal of Chemical Physics. - 2003. - V. 118, no. 18. - Pp. 8207-8215.

33

son, A. A. Demkov // Physical Review B. — 2012. — V. 86, no. 15. — art. 155105 (8 pages). 107. Xazir, S. First-principles characterization of the critical thickness for forming metallic states

33

rials & interfaces. - 2014. - V. 6, no. 24. - Pp. 22351-22358.

33

functional study / F. Cossu, U, Schwingenschlogl, V. Evert // Physical Review B. — 2013. — V. 88, no, 4, — art, 045119 (6 pages),

33

kl, X, Pavlenko et al, // Physical Review B, — 2010, — V, 81, no, 15, — art, 153414 (4 pages).

110, Pavlenko, N. Structural relaxation and metal-insulator transition at the interface between

33

11 12. Pp. 1114-1121.

33

S. Okamoto, A. J. Millis, N. A. Spaldin // Physical Review Letters. — 2006. — V. 97, no. 5. — art. 056802 (4 pages).

112. Zhong, Z. Electronic-structure-induced reconstruction and magnetic ordering at the

33

V. 84, no. 2. — art. 27001 (5 pages).

113. Penteheva, R. Ionic relaxation contribution to the electronic reconstruction at the n-tvpe

33

V. 78, no. 20. - art. 205106 (5 pages).

114. Kresse, G. From ultrasoft pseudopotentials to the projector augmented-wave method / G. Kresse, D. Joubert // Physical Review B. - 1999. - V. 59, no. 3. - Pp. 1758-1775.

33

through polar distortion / R. Penteheva, W. E. Pickett // Physical Review Letters. — 2009. — V. 102, no. 10. - art. 107602 (4 pages).

116. Bersuker, I. The Jahn-Teller effect and vibronie interactions in modern chemistry / I. Bersuk-er. — Springer Science & Business Media, 2013.

117. Hydrostatic pressure response of an oxide-based two-dimensional electron system / J. Zabale-ta, V. Borisov, R. Wanke et al. // Physical Review B. - 2016. - V. 93, no. 23. - art. 235117 (12 pages).

118. Pavlenko, N. Structural relaxation and metal-insulator transition at the interface between

33

Pp. 1114-1121.

119. Schwingenschlögl, U. Interface relaxation and electrostatic charge depletion in the oxide

33

Letters). - 2009. - V. 86, no. 2. - art. 27005.

120, Yu, L, A polarity-induced defect mechanism for conductivity and magnetism at polar-nonpolar oxide interfaces / L, Yu, A, Zunger // Nature communications,— 2014,— V, 5,— art, 5118 (9 pages),

121, Hydrogen-induced metallieitv of SrTi03 (001) surfaces: A density functional theory study /

F. Lin, S. Wang, F. Zheng et al. // Physical Review B. - 2009. - V. 79, no. 3. - art. 035311 (7 pages).

33

P. J. Kelly // Physical Review B. - 2010. - V. 82, no. 16. - art. 165127 (5 pages).

33

asymmetric distribution of oxygen vacancies / L. Zhang, X.-F. Zhou, H.-T. Wang et al. // Physical Review B. - 2010. - V. 82, no. 12. - art. 125412 (4 pages).

3

G. M, Dalpian // Journal of Alloys and Compounds. — 2016. — V. 684, no. 5. — Pp. 544-548.

125. Tsai, C. High-performance GaN MOSFET with high-gate dielectric / C. Tsai, T. Wu, A. Chin // IEEE Electron Device Letters. - 2012. - V. 33, no. 1. - Pp. 35-37.

126. Melntvre, P. C, Heteroepitaxial growth of chemically derived ex situ Ba2YCu307_.I; thin films / P. C. Melntvre, M. J. Cima // Journal of materials research. — 1994. — V. 9, no. 09. — Pp. 2219-2230.

127. Wang, Z. Lai_xSrxCoO3 / Z. Wang, J. Zhang // Physical Review B. - 1996. - V. 54, no. 2. -Pp. 1153-1158.

128. Thermal stimulation of the surface termination of LaA103 {100} / J. Yao, P. Merrill, S, Perry et al. // Journal of Chemical Physics. — 1998. — V. 108, no. 4. — Pp. 1645-1652.

3

tander-Svro, O. Copie, T. Kondo et al. // Nature. - 2011. - V. 469, no. 7329. - Pp. 189-193.

130. Influence of electroless nickel plating on multilayer ceramic capacitors and the implications for reliability in multilayer ceramic capacitors / W. Chen, L. Li, J. Qi et al. // Journal of the American Ceramic Society. — 1998. — V. 81, no. 10. — Pp. 2751-2752.

3

W, Meevasana, P. King, E, He et al, // Nature materials,— 2011,— V, 10, no, 2,— Pp. 114-118.

3

of oxygen vacancies / J. Shen, H. Lee, E. Valenti, H. O. Jesehke // Physical Eeview B.— 2012. - V. 86, no. 19. - art. 195119 (10 pages).

33

T. Kopp, Y. V. Lvsogorskiv et al. // Journal of Physics: Condensed Matter. — 2017. — V. 29, no. 9. - art. 095501.

134. Surface-interface coupling in an oxide heterostrueture: Impact of adsorbates on

33

V. 92, no. 19. - art. 195422 (9 pages).

33

adsorption / Y. Li, J. Yu // Journal of Physics: Condensed Matter. — 2013. — V. 25, no. 26.

- art. 265004.

33

adsorption / Y. Li, J. Yu // Journal of Physics: Condensed Matter. — 2013. — V. 25, no. 26.

- art. 265004.

33

nation / K. A. Brown, S. He, D. J. Eiehelsdoerfer et al. // Nature communications. — 2016. — V. 7. — art. 10681 (6 pages).

33

face / F. Bi, D. F. Bogorin, C. Cen et al. // Applied Physics Letters. — 2012. — V. 100, no. 19. - art. 9901.

33

tigation / F. Lechermann, L. Boehnke, D. Grieger, C. Piefke // Physical Eeview B. — 2014. — V. 90, no. 8. — art. 085125 (7 pages).

M, Belirmann, F, Lechermann // Physical Review B, — 2015, — V, 92, no, 12, — art, 125148 (10 pages),

141, Prediction of a switchable two-dimensional electron gas at ferroelectric oxide interfaces / M, K, Niranjan, Y, Wang, S, S, Jaswal, E, Y, Tsvmbal // Physical Review Letters, — 2009, — V, 103, no, 1, — art, 016804 (4 pages),

142, Fredrickson, K, D, Switchable conductivity at the ferroelectric interface: nonpolar oxides / K, D, Fredrickson, A, A, Demkov // Physical Review B, 2015,— V, 91, no, 11, — art, 115126 (9 pages),

143, Svane, A, Electronic structure of La2Cu04 in the self-interaction-corrected density-functional formalism / A. Svane // Phvs. Rev. Lett. - 1992. - Mar. - V. 68. - Pp. 1900-1903.

3

X. Wang // Materials Chemistry and Physics. - 2008. - V. Ill, no. 2. - Pp. 209 - 212.

2 4 4

State Chemistry. — 1973. — V. 6, no. 4. — Pp. 526 - 531.

3

S. H. Wemple // Phvs. Rev. B. - 1970. - Oct. - V. 2. - Pp. 2679-2689.

147. Perdew, J. P. Density functional theory and the band gap problem / J. P. Perdew // International Journal of Quantum Chemistry. — 1986. — V. 30, no. 3. — Pp. 451-451.

148. Emery, V. Importance of phase fluctuations in superconductors with small superfluid density / V. Emery, S. Kivelson // Nature. - 1995. - V. 374, no. 6521. - Pp. 434-437.

149. Small fermi surface pockets in underdoped high temperature superconductors: Observation of Shubnikov-de Haas oscillations in YBa2Cu408 / A. F, Bangura, J. D, Fletcher, A. Carrington et al. // Phvs. Rev. Lett. - 2008. - V. 100, no. 4. - art. 047004 (4 pages).

150. Tailoring high temperature quasi-two-dimensional superconductivity / D. P. Pavlov, R. R. Za-gidullin, V. M. Mukhortov et al. // Preprint in arXiv: Cond. Matter (USA). — 2018. — arXiv: 1804.05519.