La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$/NdNiO$_3$中电荷转移诱导的界面铁磁性

通过软X射线吸收与X射线磁圆二色光谱，在10至300 K温度范围内研究了La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$/NdNiO$_3$关联氧化物异质结构中的电荷转移诱导界面铁磁性及其对交换偏置效应的影响。除作为NdNiO$_3$层天然组成部分的反铁磁性Ni$_3^+$阳离子外，由于涉及相邻层Mn元素的电荷转移机制，在界面处形成了Ni$_2^+$离子。由于与La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$层中的Mn$_4^+$离子存在交换耦合，它们表现出铁磁行为。这可视为对单向各向异性强度的损害，因为界面的很大一部分不参与铁磁层的钉扎。通过分析Ni L$_{2,3}$边X射线吸收线形的变化，以元素特异的方式解析了NdNiO$_3$层的金属-绝缘体转变。该相变始于约120 K，远高于测得为50 K的NdNiO$_3$层顺磁到反铁磁转变温度。在将样品场冷通过NdNiO$_3$层的尼尔温度后，观察到交换偏置与增强的矫顽场。与La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$/LaNiO$_3$不同，La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$/NdNiO$_3$中观察到的交换偏置源于NdNiO$_3$的反铁磁性及界面处的阻挫。这些结果表明，在具有电荷转移机制的全氧化物异质结构中，减小界面轨道杂化可用作调节交换偏置效应强度的可调参数。