研究团队成功实现铱酸盐/锰酸盐异质结构中原子控制的绝缘体到金属的转变。他们的研究成果最近发表在《自然通讯》上。

绝缘体-绝缘体异质结构中的导电界面是现代电子学的核心。与带状绝缘体相比，关联绝缘体通常具有更丰富的相图，甚至本身就涵盖了绝缘状态和金属状态。然而，由两个关联绝缘体组成的异质结构中的导电界面却很少见。

在这项研究中，该团队研究了 5d 铱酸盐 CaIrO 3 (CIO) 和 3d 锰氧化物 La 0.67 Sr 0.33 MnO 3 (LSMO) 的异质结构。虽然 CaIrO 3是狄拉克半金属，而 La 0.67 Sr 0.33 MnO 3是坚固的半金属，但这两种材料在适当的条件下都可以稳定为绝缘状态。这种组合形成了一个平台，可以探索它们界面上出现的金属性。

研究人员使用精确的沉积方法合成异质结构，形成具有不同厚度的 CIO 和 LSMO 层。在拉伸应变下，两种材料都变成绝缘体，但所得异质结构的电性能会根据 CIO 层的厚度而变化。

一个关键发现是异质结构的高饱和场，在 20 K 时超过 30 ，远高于单个组件单独时的饱和场。这表明存在电子相分离，金属团簇在受到高磁场时会形成导电路径。