科學家們利用德國大型粒子物理學研究機構──DeutschesElektronen-Synchrotron（DESY）的光源研究成果，進一步掌握了兩種可能的新材料介面特性，透過結合這兩種材料介面所產(chǎn)生的特性，可望使其用于打造出更高性能的太陽能電池、新穎超導體以及更小的硬碟。

如果把兩種不同材料放一起，就可以產(chǎn)生全新的特性。例如，兩種絕緣體與非磁性材料可在其介面上形成金屬與磁性特質。這兩種材料特性發(fā)生變化的原因在于介面的對稱結構遭被破壞，兩種材料具有不同的特性與不同的結構，如果把他們放在一起，他們彼此之間就必須有所妥協(xié)以及重新安排，從而產(chǎn)生新的特性。

大多數(shù)的電子會在LaAlO3子層重新分布

左：如果鋁酸鑭層（藍色）少于3個單位電池，電子重新分布于子層。右：如果該層有4個以上的單位電池，部份電子則遷移至介面上。

利用這些現(xiàn)象就能帶來更小的硬碟。傳統(tǒng)的硬碟是由該材料的整體物理特性所控制，為了實現(xiàn)微型化，必須透過介面結構來控制其物理特性，但問題是現(xiàn)在還無法完全明白在介面上所發(fā)生的變化。

因此，鈦酸鍶（SrTiO3）和鋁酸鑭（LaAlO3）這兩種會在介面處變成絕緣材料的介面。“然而，根據(jù)Maxwell理論，應該能觀察到10倍以上的導電率。因此，90%的電荷載子與電子都消失了。

為了尋找“消失的電子”，科學家們利用DESY的同步輻射光源DORISIII，在更廣泛的超紫外線能量范圍以泛光照亮兩種材料介面。材料中的所有電子就像小型天線一樣以不同的波長回應電磁輻射。這種以特定波長實現(xiàn)同步輻射的吸收作用，揭示相應電子的能量狀態(tài)及其于晶格中的藏身之處。

根據(jù)研究結果顯示，只有一小部份的電子實際遷移至介面，形成一個導電層。大多數(shù)的電子則重新分布于LaAlO3子層，這是用以往的研究方式所無法發(fā)現(xiàn)的。此外，科學家們還觀察到電子從晶格轉換到介面上，主要取決于晶格上LaAlO3單位電池的數(shù)量。一個單位電池是晶體的最小單位，這表示晶體可用許多一致的單位電池來表示。如果LaAlO3層厚度小于3個單位電池，所有的電子在LaAlO3子層重新分布，完全沒有任何電子再遷移至介面時，使其仍維持絕緣特性。

這就是為什么充份展現(xiàn)介面特性時需要不只一層的LaAlO3，如果只有一部份的電子遷移至介面，你需要更大量的電子來彌補對稱損失。透過這項研究結果，科學家們現(xiàn)在更加瞭解這些材料及其介面特性了。原則上，實驗技術可以用于研究任何介面，但剛剛開始用它來探索材料的基本介面特性，未來還需要更進一步的探索與實驗。

科學家們預計，在進一步瞭解材料的介面后，就能更容易地根據(jù)所需的特性來調(diào)整材料的屬性。

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