化学无序致命结构异质体中的异常晶体性与磁性
材料科学
2026-05-28 v2 其他凝聚态物理
摘要
高熵氧化物（HEO）薄膜独特地将卓越的化学无序与卓越的晶体性和相干性叠加在一起——这一交叉我们称之为异常晶体性，源自独特于熵稳定条件下结构、化学和价电子自由度的耦合。本文展示了利用配方、晶体衬底约束以及对 metastable 巨态状态的动力学锁定，实现对这一状态的意外且可预测的控制。具体而言，通过aliovariant 阳离子取代、严格控制的衬底温度以及显著 adatom 动力学能的条件，可编程 HEO 薄膜的垂直晶格参数，同时保持与 MgO 的横向 epitaxial 锁定。通过这种方法，可在多层异质体结构中稳定超过 5% 的晶格应变，其中 3+ 阳离子配合空位主导缺陷化学图景。我们重点介绍了 (Sc,Mg,Co,Ni,Cu,Zn)O/(Cr,Mg,Co,Ni,Cu,Zn)O (JSc/JCr) 系统，其中 Sc 和 Cr 取代进入岩盐结构，产生在个体抗磁体之间呈现异常应变和突变界面，界面上 Co 的价电子从主要为 2+ 切换到 2+/3+ 混合态。伴随这些前所未有的价电子界面，出现了相对于单层构件提高 2 倍的换向偏置，可能归因于层本身或位于 buried JSc/JCr 界面周围的增强未补偿自旋。这些结果确立了具有异常晶体性的拟晶体价电子界面作为新型磁性巨态的来源，才作为拥有涌现磁性和自旋电子功能的宿主。
引用
@article{arxiv.2603.00814,
title = {Anomalous Crystallinity and Magnetism in Chemically Disordered Coherent Heterostructures},
author = {Saeed S. I. Almishal and Sai Venkata Gayathri Ayyagari and Aaron Pearre and Pat Kezer and Matthew Furst and Christina M. Rost and Binghai Yan and Nasim Alem and Timothy Charlton and Zhiqiang Mao and John T. Heron and Jon-Paul Maria},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.00814},
year = {2026}
}