二维氧化物单层中关联驱动的八重磁各向异性
材料科学
2020-04-24 v1
摘要
在二维系统中调控磁各向异性具有巨大的科学和技术意义。二维磁体普遍表现出的单轴各向异性仅有两个稳定的自旋方向，要求在状态间进行180度自旋翻转。我们通过在(SrRuO3)1/(SrTiO3)N超晶格中诱导自旋重取向，证明了磁性SrRuO3单层中的一种新型八重各向异性，其中Ru自旋的磁易轴由单轴<001>方向（N = 1和2）转变为八重<111>方向（N = 3、4和5）。这种八重各向异性使得SrRuO3单层中能够发生71度和109度的自旋翻转，类似于铁电体BiFeO3中的71度和109度极化翻转。第一性原理计算表明，增加SrTiO3层厚度会诱导出一种新涌现的关联驱动轨道有序，从而调节自旋轨道相互作用并重定向SrRuO3单层的磁易轴。我们的工作表明，可以利用关联效应来大幅改变自旋轨道相互作用，稳定二维磁体中前所未有的性质，并为低功耗、多态器件应用开辟丰富机遇。
引用
@article{arxiv.2004.10939,
title = {Correlation-driven eightfold magnetic anisotropy in a two-dimensional oxide monolayer},
author = {Zhangzhang Cui and Alexander J. Grutter and Hua Zhou and Hui Cao and Yongqi Dong and Dustin A. Gilbert and Jingyuan Wang and Yi-Sheng Liu and Jiaji Ma and Zhenpeng Hu and Jinghua Guo and Jing Xia and Brian J. Kirby and Padraic Shafer and Elke Arenholz and Hanghui Chen and Xiaofang Zhai and Yalin Lu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.10939},
year = {2020}
}
备注
15+13 pages, 5+10 figures, including supplementary materials