| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-10页 |
| 第1章 绪论 | 第15-37页 |
| 1.1 钙钛矿氧化物简介 | 第15-27页 |
| 1.1.1 钙钛矿氧化物的常见结构 | 第15-16页 |
| 1.1.2 钙钛矿氧化物中的畸变 | 第16-18页 |
| 1.1.3 丰富的磁相互作用 | 第18-21页 |
| 1.1.4 铁电序的产生 | 第21-27页 |
| 1.2 钙钛矿氧化物界面的研究简述 | 第27-35页 |
| 1.2.1 历史追溯 | 第28-29页 |
| 1.2.2 LaAlO_3/SrTiO_3界面的对称破缺和应用 | 第29-32页 |
| 1.2.3 铁电和多铁隧道结的特性和应用 | 第32-35页 |
| 1.3 本文的研究内容 | 第35-37页 |
| 第2章 理论背景 | 第37-57页 |
| 2.1 密度泛函理论 | 第37-49页 |
| 2.1.1 量子多体问题 | 第37-41页 |
| 2.1.2 Kohn-Sham方程 | 第41-43页 |
| 2.1.3 密度泛函理论中的主要近似 | 第43-44页 |
| 2.1.4 DFT+U方法 | 第44-45页 |
| 2.1.5 平面波展开 | 第45-46页 |
| 2.1.6 赝势方法 | 第46-49页 |
| 2.2 非平衡态格林函数方法 | 第49-52页 |
| 2.2.1 非平衡态电子密度计算和有效势计算 | 第50-51页 |
| 2.2.2 双电极纳米系统的透射系数 | 第51-52页 |
| 2.3 铁电性的现代理论 | 第52-56页 |
| 2.3.1 Born有效电荷 | 第52-53页 |
| 2.3.2 Berry相方法和双势阱计算 | 第53-56页 |
| 2.4 本文涉及的软件包 | 第56-57页 |
| 第3章 LaAlO_3/SrTiO_3二维电子气起源 | 第57-78页 |
| 3.1 引言 | 第57-61页 |
| 3.2 研究方法 | 第61-63页 |
| 3.2.1 第一性原理计算和模型计算 | 第61-62页 |
| 3.2.2 主要的实验表征手段 | 第62-63页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第63-76页 |
| 3.3.1 意料之外的(110)导电界面 | 第63-64页 |
| 3.3.2 能带排列和能带弯曲 | 第64-68页 |
| 3.3.3 界面中SrTiO_3的能带弯曲 | 第68-72页 |
| 3.3.4 界面中LaAlO_3的能带弯曲 | 第72-76页 |
| 3.4 小结 | 第76-78页 |
| 第4章 LaAlO_3/SrTiO_3界面各向异性输运调控 | 第78-91页 |
| 4.1 引言 | 第78-79页 |
| 4.2 研究方法 | 第79-81页 |
| 4.2.1 单轴应力的实现方法 | 第79页 |
| 4.2.2 密度泛函理论计算细节 | 第79-80页 |
| 4.2.3 电输运性质测量方法 | 第80-81页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第81-89页 |
| 4.3.1 单轴应力作用下的LaAlO_3/SrTiO_3界面导电性 | 第81-86页 |
| 4.3.2 各向异性输运的实验证据 | 第86-89页 |
| 4.4 小结 | 第89-91页 |
| 第5章 基于LaAlO_3/SrTiO_3界面的准二维材料设计 | 第91-112页 |
| 5.1 引言 | 第91-92页 |
| 5.2 研究方法 | 第92-97页 |
| 5.2.1 单层过渡金属氧化物的设计理念 | 第92-94页 |
| 5.2.2 异质结的自旋极化计算细节 | 第94页 |
| 5.2.3 主要实验手段的简介 | 第94-97页 |
| 5.3 结果 | 第97-111页 |
| 5.3.1 MnO_2磁基态及其性质预测 | 第97-100页 |
| 5.3.2 磁性转变下的金属—绝缘体相变 | 第100-106页 |
| 5.3.3 覆盖层对单层MnO_2的影响 | 第106-110页 |
| 5.3.4 临界尺寸"消失"的诠释 | 第110-111页 |
| 5.4 小结 | 第111-112页 |
| 第6章 基于"三色"铁电材料的多铁隧道结研究 | 第112-124页 |
| 6.1 引言 | 第112-113页 |
| 6.2 计算方法 | 第113-115页 |
| 6.2.1 密度泛函理论计算细节 | 第113-114页 |
| 6.2.2 非平衡态格林函数—密度泛函理论计算细节 | 第114-115页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第115-123页 |
| 6.3.1 组分破缺诱导的非对称铁电性 | 第115-117页 |
| 6.3.2 极化反转对电子结构的影响 | 第117-119页 |
| 6.3.3 四阻态效应 | 第119-123页 |
| 6.4 小结 | 第123-124页 |
| 第7章 结论与展望 | 第124-127页 |
| 7.1 结论 | 第124-125页 |
| 7.2 展望 | 第125-127页 |
| 参考文献 | 第127-151页 |
| 致谢 | 第151-155页 |
| 个人简历及攻读博士学位期间研究成果 | 第155-158页 |
