具有强自旋-轨道耦合的晶体和薄膜材料的制备及其量子效应的研究

项目名称： 具有强自旋-轨道耦合的晶体和薄膜材料的制备及其量子效应的研究

项目编号： No.11374149

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 陈延彬

作者单位： 南京大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 在含4d,5d过渡金属氧化物中，电子自旋-轨道耦合作用与电子-电子互作用强度相当，导致这类材料中具有一系列新颖的量子现象，如自旋-轨道耦合协助的莫特绝缘体、反常量子霍尔效应、Weyl费米子等等。在本项目中我们将以铑化物(KxRhO2)和铱化物(SrIrO3)为对象，研究在电子-电子互作用和电子自旋-轨道耦合共同作用下，当电子占据数不同的情况时，这二种材料中的对角与非对角项的磁电阻性质。关注磁电阻中的电场可调节的Rashba效应及其导致的反弱局域化效应、反常霍尔效应以及可能的量子反常霍尔效应。结合量子力学第一性原理计算和模型哈密顿量(单带赫伯德模型)针对具体的材料(KxRhO2，SrIrO3)研究上述效应的物理机制，澄清电子-电子关联和电子自旋-轨道耦合作用分别所起的作用。从这两个典型系统中揭示自旋-轨道耦合从弱到强(从Rh到Ir)的过程对于对角项和非对角项的磁阻的影响。

中文关键词： 自旋-轨道耦合作用；外延薄膜；单晶；电磁输运；过渡金属氧化物

英文摘要： Oxides containing 4d-,5d-transition metal elements demonstrate a series of novel quantum phenomena because there are comparable electron spin-orbit interaction with electron-electron interaction in these materials. The typical examples are spin-orbit assi

英文关键词： spin-orbit coupling；epitaxial thin films；single crystals；magneto-transport；transition metal oxides