Anisotropy in KTaO<sub>3</sub> (110)-based two-dimensional electron gases

ORAL

Abstract

The difference in superconducting critical temperature (Tc) between bidimensional electron gases (2DEGs) based on KTaO3 with different crystalline orientation continues to puzzle the community. Indeed, the record Tc for KTaO3 (111)- and KTaO3 (110)- 2DEGs are around 2.2 K and 1 K respectively, whereas KTaO3 (001) 2DEGs do not show superconductivity at interfaces. Meanwhile, SrTiO3 2DEGs do not exhibit such variability.

As the intermediate system, sharing one high symmetry direction with each other crystalline orientation, (110)-based systems could serve as a gateway for the understanding of the role of interface symmetry in the pairing mechanism. Here, we present ARPES- and transport-based characterisation of KTaO3 (110) 2DEGs. We observe the elliptical and anisotropic Fermi surface and detail the spin texture. Field-effect magnetotransport experiments with microdevices further reveal anisotropy, with non-reciprocal response, and in the superconducting transition.

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Presenters

  • Hugo Witt

    • Unité Mixte de Physique, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay, Palaiseau
    • Unité Mixte de Physique CNRS-Thales

Authors

  • Hugo Witt

    • Unité Mixte de Physique, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay, Palaiseau
    • Unité Mixte de Physique CNRS-Thales

  • Srijani Mallik

    • Universite Paris-Saclay
    • Unité Mixte de Physique, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay, Palaiseau

  • Börge Göbel

    • Martin Luther University Halle-Wittenberg
    • Institute of Physics, Martin-Luther-Universit ̈at Halle-Wittenberg, Halle
    • Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
    • Martin Luther University Halle- Wittenberg

  • Sara Varotto

    • CNRS-Thales
    • Unité Mixte de Physique, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay, Palaiseau

  • Julien Bréhin

    • CNRS/THALES
    • Unité Mixte de Physique, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay, Palaiseau

  • Luis M Vicente-Arche

    • CNRS/THALES
    • Unité Mixte de Physique, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay, Palaiseau

  • François Bertran

    • Synchrotron SOLEIL, L'Orme des Merisiers, D´epartementale 128, 91190 Saint-Aubin, France
    • Synchrotron SOLEIL, L'Orme des Merisiers, Saint-Aubin, Gif-sur-Yvette

  • Patrick Le Fèvre

    • Synchrotron SOLEIL, L'Orme des Merisiers, Saint-Aubin, Gif-sur-Yvette

  • Julien Rault

    • Synchrotron SOLEIL, L'Orme des Merisiers, Saint-Aubin, Gif-sur-Yvette

  • Gerbold Ménard

    • Laboratoire de Physique et d'Etude des Matériaux, ESPCI Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Paris

  • Guilhem Saiz

    • Laboratoire de Physique et d'Etude des Matériaux, ESPCI Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Paris
    • ESPCI Paris, Universite PSL, CNRS, Sorbonne Universite, Paris, France
    • ESPCI Paris

  • Isabella Boventer

    • Unité Mixte de Physique, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay, Palaiseau

  • Ingrid Mertig

    • Martin Luther University Halle-Wittenberg
    • Institute of Physics, Martin Luther University Halle-Wittenberg
    • Institute of Physics, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Halle
    • Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
    • Martin Luther University Halle- Wittenberg

  • Agnès Barthélémy

    • Unité Mixte de Physique, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay, Palaiseau

  • Nicolas Bergeal

    • Laboratoire de Physique et d'Etude des Matériaux, ESPCI Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Paris
    • ESPCI Paris
    • Laboratoire de Physique et d'Etude des Matériaux, ESPCI Paris, PSL University, CNRS, Sorbonne Université, Paris, France

  • Annika Johansson

    • Max Planck Institute of Microstructure Physics, Halle

  • Manuel Bibes

    • CNRS/THALES
    • Unité Mixte de Physique, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay, Palaiseau