Negli ultimi anni, LaAlO₃ /SrTiO₃ interfaccia risulta essere un host ideale per gas di elettroni bidimensionali (2DEG). Tali eterostrutture hanno attirato ampi interessi negli ultimi anni a causa delle loro varie proprietà affascinanti come l'elevata mobilità degli elettroni, la superconduttività e l'effetto di accoppiamento spin-orbita sintonizzabile.

Tuttavia, il meccanismo fisico alla base di tale effetto fantasioso è ancora indebitato. La teoria più comune per la formazione 2DEG è il cosiddetto modello di "catastrofe polare", dove 2DEG è attribuito alla discontinuità polare tra i due materiali. Tuttavia, recenti rapporti di 2DEG su SrTiO₃ superficie nuda ha rivelato l'importanza delle vacanze di ossigeno nel processo di formazione 2DEG, mentre quei difetti all'interfaccia sepolta sono oltre la gamma applicabile dei metodi di caratterizzazione tradizionali.

Gli autori di questo articolo affrontano uno degli enigmi più dibattuti in SrTiO₃ Eterostrutture basate su (STO):l'entità conflittuale della densità elettronica del 2DEG negli esperimenti e il cosiddetto modello di "catastrofe polare". Questa conclusione si basa sullo studio di fotoemissione locale e risolto nel tempo dell'influenza delle vacanze di ossigeno per il 2DEG di un'eterostrutture basate su STO.

Più in dettaglio, sono riusciti a controllare la densità del gas di elettroni 2D (2DEG) del LaAlO₃ /SrTiO₃ interfaccia generando difetti anti-sito Ti-Sr in SrTiO₃ strato che creano nanoregioni localizzate nell'interfaccia sepolta. Utilizzando la microscopia elettronica a fotoemissione risolta nel tempo e risolta con energia, forniscono prove sostanziali che le vacanze di ossigeno sono indotte vicino a quei siti polari, con conseguente aumento della densità del vettore del 2DEG. Fondamentalmente, la forza relativa di queste sorgenti di elettroni è direttamente collegata alle vacanze di ossigeno all'interfaccia offrendo una possibilità unica di controllare il 2DEG di tali eterostrutture di semiconduttori. I loro risultati dimostrano che la densità elettronica del gas di elettroni 2D è attribuita a più di un meccanismo che quindi rivela la coesistenza di varie sorgenti di elettroni al LaAlO₃ /SrTiO₃ interfaccia.

Tale scoperta getterà le basi per promuovere l'implementazione di nuovi dispositivi elettronici basati su SrTiO₃ -correlato 2DEG. In particolare, le linee guida di progettazione per controllare la densità elettronica dei 2DEG delle interfacce polari-non polari prepareranno le basi per l'esplorazione di fenomeni più esotici del 2DEG in concetti di dispositivi come la superconduttività o il magnetismo di 2DEG.

Il nuovo superconduttore 2D si forma a temperature più elevate che mai