La1-xSrxMnO3是著名的庞磁阻材料，其中掺杂x为0.33时为室温铁磁金属并具有100%自旋极化的行为，被预言为下一代磁记录、场效应管器件和自旋极化电子注入装置等器件的最佳候选材料之一。然而在La0.67Sr0.33MnO3/SrTiO3的异质结中，当La0.67Sr0.33MnO3的厚度低于临界值时，薄膜无金属相，铁磁性也大大降低，这种行为称为dead layer行为，它大大地限制了超薄器件的应用前景。
我们利用氧化物分子束外延手段，成功生长各种厚度的La0.67Sr0.33MnO3/SrTiO3异质结，并对界面进行了单原子层的调控。图（a）显示了材料的界面，我们可以精确地控制N=0,1,2，等不同原子层的掺杂，调控材料的性质。图（b）是生长过程中的RHEED震荡，和生长后的RHEED图像，稳定的震荡和清晰的二维RHEED图像证实了稳定的逐层生长和平整的薄膜表面。上图（c）为30层薄膜的X光反射率测试结果，清晰的震荡表明了清晰的界面和平整的表面，通过拟合计算厚度证实了我们对厚度的精确控制。图（d）为7层薄膜的cross-section的TEM图像，也证实了清晰的界面和精确的厚度控制，这是研究临界厚度的层数和影响因素的必不可少的条件。

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图： La0.67Sr0.33MnO3/SrTiO3的生长以及厚度控制

通过测量材料的输运性质，我们发现，薄膜在7层时金属相消失，在30层以下的层数中，薄膜都会受到dead layer行为的影响，随着层数的降低金属性变弱，铁磁性受到大大的压制。在7层时，通过调控界面Sr的掺杂，薄膜的铁磁和金属性随着Sr掺杂的增大而增大，并且在100% Sr掺杂的情况出现了低温下的金属行为，证实了我们对dead layer的行为进行了成功地调控。并且在9层时，材料的金属性和居里温度也会随着界面Sr掺杂的增大而得到改善。

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图： La0.67Sr0.33MnO3/SrTiO3原子层调控实验的输运测量

为了研究这种改变Sr的掺杂来调制dead layer的行为是否和界面相关，我们把100% Sr掺杂生长在薄膜的不同原子层，其输运结果如上图（d）所示。我们的实验证明，只有界面为100% Sr掺杂时，7层的薄膜才会出现金属绝缘体相变，即dead layer临界厚度的降低。从磁性上看，也只有界面为100% Sr掺杂的薄膜表现为居里温度的大幅提升，而100% Sr掺杂的原子层生长在7层薄膜的第二层、中间层、表面，均不改变薄膜的居里温度。
我们的实验用单原子层调控的方法实现了dead layer行为的改善，并证实了dead layer的行为只和界面的掺杂相关，改变薄膜其它位置的掺杂并不能实现dead layer行为的改善。