表面的极性可以通过静电效应影响氧化物薄膜的电子和结构性质。理解这些效应背后的机制需要了解表面的原子结构和静电特性。

马克斯·普朗克固态研究所Chao Yang等使用环形明场成像来研究Pr_0.8Sr_0.2NiO_2+x (0 < x < 1)薄膜的表面结构。

本文要点：

（1）

作者在完全氧化的Pr_0.8Sr_0.2NiO₃样品中观察到与八面体旋转相耦合的极性畸变，并且在部分还原的样品中观察到更强的极性畸变。它的空间深度范围是离表面大约三个单位单元。此外，我们使用四维扫描透射电子显微镜(4D-STEM)直接成像表面附近Ni原子周围的局域原子电场，并发现Ni原子的不同价态变化，这通过原子分辨率电子能量损失谱(EELS)得到证实。

（2）

作者的结果表明，还原样品中的强表面重构与由局部化学还原形成的氧空位密切相关。这些发现为在原子水平上理解和进化表面极性提供了见解。

参考文献:

Yang, C., Pons, R., Sigle, W. et al. Direct observation of strong surface reconstruction in partially reduced nickelate films. Nat Commun 15, 378 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-023-44616-x

https://doi.org/10.1038/s41467-023-44616-x