中文摘要：

氧化物界面具有非常独特的物性，被认为是超越硅的新材料。它不仅提供了研究低维量子关联效应的典型体系，同时有望成为下一代电子器件的核心材料。由于氧化物异质界面结构的复杂性，实验上能制备出的平整（清洁）异质界面非常少。本项目通过引入界面化学调控（指改变界面处的化学组分）的方法，探讨采用界面化学调控设计优质氧化物界面的新思路。项目将采用第一性原理计算和建立热力学模型相结合的办法，计算异质界面的化学组分随生长方向等的变化规律；探索调制界面稳定性和物性的方式和微观机理；以期建立描述异质界面稳定性的物理模型。通过本项目的实施，有望从理论上预言几个具有高度稳定性且新奇物性的氧化物异质界面体系，并为新型电子信息工业的跨越式发展提供科学支撑。

结论摘要：

界面不仅提供了研究低维物理效应的典型体系，同时也有广泛的应用。氧化物界面就具有非常独特的物性，被认为是超越硅的新材料，是当前研究的热点。本项目采用了第一性原理计算和经典模拟相结合的办法，计算界面的生长、探索了调制界面稳定性和物性的方式和微观机理。通过本项目的实施，我们在三方面取得了成绩一、界面结构的核心是晶格的适配度，进而产生应力。通常，应变效应都是基于经典弹性理论进行分析的，但这一直存在争议。从量子力学理论出发，我们发现应变是否产生占据状态的改变（或能级交叉）是判断经典理论是否可用的判据。二、界面的制备是个生长过程，我们获得了界面生长与缺陷产生的关系。我们发现晶体在生长时，会出现不可忽略的空位数目，并且产生空位的浓度与生长速度之间有非常复杂的关系。我们的结果建议，目前已有的理论模型需要引入空位的贡献。三、通过引入界面化学调控，实现了氧化物异质界面物性的调控。通过改变LAO/STO超晶格体系界面处组分，即界面层金属原子的替换，可以使LAO/STO超晶格体系变为金属性，并可以有效调控体系中载流子类型。目前已发表SCI论文12篇。另外，在项目执行期间，作为第二完成人，获得了国家自然科学二等奖。有一名博士论文获得了上海市优秀博士论文。