journal article·2024-06Open access

Strain tunable electronic ground states in two-dimensional iridate thin films

Donghan Kim, Byungmin Sohn, Yeonjae Lee, Jeongkeun Song, Mi Kyung Kim, Minjae Kim, Tae Won Noh, Changyoung Kim

Abstract

Quantum phases of matter such as superconducting, ferromagnetic and Wigner crystal states are often driven by the two-dimensionality (2D) of correlated systems. Meanwhile, spin-orbit coupling (SOC) is a fundamental element leading to nontrivial topology which gives rise to quantum phenomena such as the large anomalous Hall effect and nontrivial superconductivity. However, the search for controllable platforms with both 2D and SOC has been relatively overlooked so far. Here, we control and study the electronic ground states of iridate ultrathin films having both 2D and SOC by angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) and dynamical mean field theory (DMFT) calculations. The metallicity of SrIrO$_3$ ultrathin films is controlled down to a monolayer by dimensional and strain manipulation. Our results suggest that the iridate ultrathin films can be a controllable 2D SOC platform exhibiting a variety of phenomena for future functional devices.
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Research context

OpenAlex topics: Advanced Condensed Matter Physics · Physics of Superconductivity and Magnetism · Electronic and Structural Properties of Oxides

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