記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家研究中心曾長(zhǎng)淦課題組與其合作者合作，首次在鈣鈦礦錳氧化物這一關(guān)聯(lián)電子體系中實(shí)現(xiàn)了電子相的摩爾調(diào)控。該研究成果日前在線發(fā)表在《自然物理》上。

由于石墨烯等二維范德瓦爾斯材料層間相互作用非常弱，容易解理并堆垛形成各種人工異質(zhì)或同質(zhì)結(jié)構(gòu)。當(dāng)堆垛的兩層之間有微弱的晶格差異或微小的轉(zhuǎn)角時(shí)，就會(huì)形成摩爾圖案。近期研究發(fā)現(xiàn)這些二維異質(zhì)結(jié)或同質(zhì)結(jié)體系在摩爾周期勢(shì)場(chǎng)作用下，展現(xiàn)出了許多新奇的物理現(xiàn)象，比如在魔角雙層石墨烯中發(fā)現(xiàn)了關(guān)聯(lián)絕緣態(tài)以及非常規(guī)超導(dǎo)態(tài)。然而到目前為止，摩爾圖案的構(gòu)造還局限于二維范德瓦爾斯體系。如果這種摩爾調(diào)控能夠拓展到其它體系，特別是強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系中，將有可能發(fā)現(xiàn)更多新穎物性，有望應(yīng)用于高溫超導(dǎo)調(diào)控等多個(gè)領(lǐng)域。

研究人員利用近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩種周期勢(shì)場(chǎng)以較小的角度交疊在一起時(shí)，其共同作用會(huì)產(chǎn)生微米尺度的局域?qū)щ娦缘哪枅D案調(diào)制。研究發(fā)現(xiàn)，在這種薄膜體系中，導(dǎo)電性與應(yīng)力之間有著非線性的依賴關(guān)系，所以調(diào)控效果非常顯著。通過對(duì)其中一種應(yīng)力勢(shì)場(chǎng)的周期或者曲率的小幅度調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)摩爾紋形狀的大幅度改變。在關(guān)聯(lián)錳氧化物中，導(dǎo)電性和磁性直接相關(guān)。進(jìn)一步的磁力顯微鏡研究的確發(fā)現(xiàn)了與導(dǎo)電性摩爾條紋相對(duì)應(yīng)的鐵磁性摩爾條紋。這種薄膜的順磁-鐵磁轉(zhuǎn)變進(jìn)一步調(diào)控了其電子摩爾條紋：在居里溫度以下，導(dǎo)電性摩爾條紋與鐵磁性摩爾條紋共存；而在居里溫度之上，導(dǎo)電性摩爾條紋還在，但鐵磁性摩爾條紋消失。

這一新發(fā)現(xiàn)首次將摩爾調(diào)控的概念拓展到了非范德瓦爾斯二維體系，也為在外延薄膜中實(shí)現(xiàn)可控的電子條紋以及相應(yīng)的新奇物性探索提供了一種全新的手段。