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Superconductivity and Rashba spin-orbit coupling in LaAlO3/SrTiO3 interfaces

Mardi 28 juin 2016 15:00 - Duree : 1 heure
Lieu : Salle "Remy Lemaire" K 223 (1er étage) bât. K de l’institut Néel/CNRS

Orateur : Nicolas BERGEAL

Il sera suivi d’un deuxième séminaire, plus appliqué le mercredi 29 juin à 9h30 dans la même salle.

ATTENTION : en raison de la mise en application avancée du plan Vigipirate, toutes les personnes qui ne possèdent pas de badge CNRS doivent nous signaler leur venue en précisant s’il s’agit du séminaire de mardi ou de mercredi (ou les deux) avant lundi 27 juin 15h45, afin d’ajouter leur nom à la liste des personnes autorisées à entrer sur le site.

The achievement of high quality epitaxial interfaces involving transition metal oxides gives a unique opportunity to engineer artificial materials where new electronic phases take place. The discovery of a high mobility two-dimensional electron gas (2DEG) confined a quantum well at the interface between two insulating oxides such as LaAlO3 and SrTiO3 or LaTiO3 and SrTiO3 is probably one of the most prominent examples in the field [1]. Unlike more conventional semiconductor based quantum wells, conducting electrons at LaAlO3/SrTiO3 fill 3d-bands, which gives a favorable ground for the emergence of complex electronic phases. In particular, 2D superconductivity [2,3], magnetism [4] and strong spin orbit coupling [5] have been reported in such interfaces.

A key feature of these electronic systems lies in the possibility to control their carrier density by electric field effect. In this talk, I will review several field-effect experiments realized on various types of LaAlO3/SrTiO3 interfaces both in back-gate and top-gate geometry. The unique possibility of modulating the superfluid density easily and continuously opens new perspectives to tackle fundamental issues in condensed matter physics, such as the Superconductor to Insulator Quantum Phase Transition (QPT) in a two-dimensional system. In this context, I will discuss the electric-field driven QPT, which reveals an anomalous critical behaviour. It can be understood if we assume that the dynamics in the Cooper pair channel is dominated by critical dynamical density fluctuations in the low doping regime. Finally, I will show that the Rashba spin-orbit coupling can be tuned by electric-field through carrier doping. These results pave the way for the realization of mesoscopic devices where both superconductivity and Rashba SOC could be manipulated locally.

[1] A. Ohtomo and H.Y. Hwang, Nature 427, 423 (2004).

[2] N. Reyren et al, Science 317, 1196 (2007)

[3] J. Biscaras et al, Nature Communications 1, 89 (2010) J. Biscaras et al, Phys. Rev. Let. 109, 246808 (2012)

[4]L. Li Nature Phys. 7, 762 (2011), J. A. Bert, J. A. et al Nature Phys. 7, 767 (2011).

[5] A. D. Caviglia et al, Phys. Rev. Lett. 104, 126803 (2010).

Contact : benjamin.sacepe@neel.cnrs.fr

Discipline évènement : (Physique)
Entité organisatrice : (Fondation Nanosciences) -
Entité organisatrice : (LANEF)
Nature évènement : (Séminaire)
Evènement répétitif : (Séminaire Nanoélectronique Quantique)
Site de l'évènement : Polygone scientifique

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