NdNiO$_3$超晶格中隐藏基态序的控制
强关联电子
2018-09-24 v1 材料科学
摘要
凝聚态系统中电荷与自旋自由度同电子关联的相互作用导致了诸如磁性、超导和新颖导电机制等丰富现象。尽管这类现象在块体材料中已被观测到,但当这些自由度在原子层异质结构中被调控时,可能出现更为丰富的物理行为,其中可约束维度并施加界面边界条件。在此,我们在逼近二维(2D)极限时,于NdNiO中解锁了一系列独特的隐藏电子与磁相变,其源于维度限域与界面耦合的不同影响。最值得注意的是,我们在完全二维的单层NdNiO中发现了一个新相,其中块体磁序与电荷序的所有特征均消失。此外,对于厚度低至两个晶胞的准二维层,块体型有序持续存在,但其与绝缘行为起始的分离方式不同于块体或薄膜镍酸盐中的情形。利用共振X射线谱学、第一性原理理论和模型计算,我们提出单层相抑制源于基于界面两侧离子性差异的界面电子重构新机制,而多层NdNiO中的相分离则因增强的二维涨落而出现。这些发现为低维强关联系统中电荷与自旋序的交织机制提供了见解,并展示了利用原子层化获取隐藏相的能力。
引用
@article{arxiv.1809.07810,
title = {Control of hidden ground-state order in NdNiO$_3$ superlattices},
author = {Ankit S. Disa and Alexandru B. Georgescu and James L. Hart and Divine P. Kumah and Padraic Shafer and Elke Arenholz and Dario A. Arena and Sohrab Ismail-Beigi and Mitra L. Taheri and Frederick J. Walker and Charles H. Ahn},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.07810},
year = {2018}
}
备注
30 pages, 13 figures