Engineering two-dimensional superconductivity and Rashba spin-orbit coupling in LaAlO/SrTiO quantum wells by selective orbital occupancy
Herranz Casabona, Gervasi (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Singh, Gyanendra (École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris)
Bergeal, Nicolas (École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris)
Jouan, Alexis (École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris)
Lesueur, Jérôme (École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris)
Gázquez Alabart, Jaume (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Varela del Arco, María (Universidad Complutense de Madrid. Departamento de Física de la Tierra y Astrofísica)
Scigaj, Mateusz (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física)
Dix, Nico (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Sánchez Barrera, Florencio (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Fontcuberta, Josep (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)

Data:	2015
Resum:	The discovery of two-dimensional electron gases (2DEGs) at oxide interfaces-involving electrons in narrow d -bands-has broken new ground, enabling the access to correlated states that are unreachable in conventional semiconductors based on s - and p - electrons. There is a growing consensus that emerging properties at these novel quantum wells-such as 2D superconductivity and magnetism-are intimately connected to specific orbital symmetries in the 2DEG sub-band structure. Here we show that crystal orientation allows selective orbital occupancy, disclosing unprecedented ways to tailor the 2DEG properties. By carrying out electrostatic gating experiments in LaAlO₃/SrTiO₃ wells of different crystal orientations, we show that the spatial extension and anisotropy of the 2D superconductivity and the Rashba spin-orbit field can be largely modulated by controlling the 2DEG sub-band filling. Such an orientational tuning expands the possibilities for electronic engineering of 2DEGs at LaAlO₃/SrTiO₃ interfaces. Two-dimensional electron gases at oxide interfaces induce exotic behaviours. By studying samples with different crystal orientation, Herranz et al. show that the extension and anisotropy of the oxide quantum well properties can be controlled through selective sub-band filling via orientational tuning.
Ajuts:	Ministerio de Ciencia e Innovación RyC-2012-11709 Ministerio de Ciencia e Innovación MAT2011-29269-C03 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2014/SGR-734
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Publicat a:	Nature communications, Vol. 6 (Jan. 2015) , art. 6028, ISSN 2041-1723

DOI: 10.1038/ncomms7028
PMID: 25583368

8 p, 963.0 KB

El registre apareix a les col·leccions:
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats