分子束外延生长Ca1-xSrxRuO3薄膜的原位角分辨光电子能谱研究

Ca1-xSrxRuO3薄膜作为具有良好功能调控性和巨大应用潜力的新型材料，自发现以来一直都是材料物理科学研究中的一个热点。但针对此材料中包括电子关联强度和低能激发等直接影响具体物性的重要微观电子学信息，由于实验手段和方法的限制，目前尚缺乏详细的具有动量分辨的实验研究。我们拟开展利用氧化物分子束外延生长和原位角分辨光电子能谱仪的集成系统对Ca1-xSrxRuO3薄膜中精细电子能带结构随化学掺杂、界面应力和温度等条件演化的系统性研究。我们将系统考察诸如准粒子峰谱权重和能带色散关系细微结构等可以直接反映材料中电子关联强度以及量子多体合作效应的谱学特征演化，揭示Ca1-xSrxRuO3体系中的磁学性质和电子关联强度变化的根源，并理解低能激发对这个体系中具体电子学行为细节的影响。通过本项目的实施，可以为Ca1-xSrxRuO3薄膜材料的未来器件应用中关键技术提供实验基础。

Ca1-xSrxRuO3 薄膜作为具有良好功能调控性和巨大应用潜力的新型材料，自发现以来一直都是材料物理科学研究中的一个热点。在本项目中，我们针对Ca1-xSrxRuO3 薄膜中电子关联强度和低能激发等直接影响具体物性的物理量，利用氧化物分子束外延生长和原位角分辨光电子能谱仪集成系统对其进行了系统得研究。我们获得了高质量Ca1-xSrxRuO3 薄膜的分子束外延生长参数，进而系统研究了这类薄膜的精细能带结构随化学掺杂、薄膜维度的演化：首先，我们用ARPES研究了CaRuO3的电子结构，并与SrRuO3进行对比从而解释两者截然不同的基态（SRO为铁磁体，CRO为顺磁体）和电子-电子关联的强度变化；第二，我们系统研究了SrRuO3薄膜 (小于6uc )随着膜厚的减小，费米能级附近谱重的迁移情况，指出超薄膜中可能存在由于量子限域效应导致的Mott转变；最后，我们还系统研究了SrRuO3薄膜中能带扭折，指明其来源于电子-声子耦合的机制，而非传统认为的电子-磁子相互作用。我们的工作有可能为将来的Ca1-xSrxRuO3薄膜应用提供必要的实验基础。