工程化氧化物异质结构的磁性相变温度与稀土交换相互作用
材料科学
2024-06-18 v2 强关联电子
摘要
功能氧化物异质结构的性质受其界面上物理定律的强烈影响。现代沉积技术使我们能够通过原子级精确的异质结构生长来精确工程化界面物理，从而实现对电子、磁性和结构特征的细微控制。本文研究了利用具有不同铁磁临界温度的自旋磁性和绝缘双晶体RENiMnO（RE = La, Nd）制备的定制超晶格的磁性。通过在单位单元水平上调整超晶格周期，可对其磁相图进行工程化。大周期超晶格保持LaNiMnO和NdNiMnO母体化合物的各自的准亚磁性到磁性转变。随着超晶格周期的减小，超晶格组成的铁磁临界温度趋于一致，最终坍缩为最低周期样品的单一转变。这源于磁性序参在超晶格界面之间的传播，经最小朗万理论模型支持。进一步地，我们发现稀土Nd-Ni/Mn交换相互作用可以被超晶格界面所增强。这导致Nd磁矩发生场致反转，经同步X射线磁性圆二色性测量确认，并得到第一性原理计算的支持。我们的工作表明，超晶格工程可用于在氧化物异质结构中细调磁性特性，从而拓宽了对磁性界面效应的理解。
引用
@article{arxiv.2406.09937,
title = {Engineering the Magnetic Transition Temperatures and the Rare Earth Exchange Interaction in Oxide Heterostructures},
author = {Jonathan Spring and Natalya Fedorova and Alexandru B. Georgescu and Alexander Vogel and Gabriele De Luca and Simon Jöhr and Cinthia Piamonteze and Marta D. Rossell and Jorge Íñiguez-González and Marta Gibert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.09937},
year = {2024}
}