L10型反铁磁薄膜中奈尔矢量的铁电调控
材料科学
2021-10-07 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
如何通过电学方法高效操控反铁磁体（AFM）的奈尔矢量是当前反铁磁自旋电子学的主要焦点之一。本工作中，我们利用第一性原理计算研究了AFM L10-MnPt/BaTiO3双层结构中的铁电调控磁性。我们研究了具有不同界面结构的L10-MnPt薄膜中铁电极化反转对磁晶各向异性（MCA）的影响。我们的结果预测，当与铁电BaTiO3形成界面时，具有Pt-O界面的L10-MnPt薄膜呈现大的垂直MCA，而具有Mn-O界面的则呈现面内MCA。此外，两种界面的MCA大小均可通过BaTiO3的极化反转被有效调制。基于二阶微扰理论分析了MCA的铁电调控，其主要归因于铁电极化驱动的费米能级附近Pt-5d轨道占据的重分布。特别地，对于Mn-O界面，在特定膜厚下通过反转铁电极化可使奈尔矢量在面内[100]与[110]方向间切换，甚至从面内转到面外。我们的结果可能为L10反铁磁体中奈尔矢量的铁电调控提供一种非易失性思路，这将激发对反铁磁体磁电效应的实验研究，并推动其在低功耗自旋电子存储器中的应用。
引用
@article{arxiv.2110.02533,
title = {Ferroelectric control of N\'eel vector in L10 type of antiferromagnetic films},
author = {Fanxing Zheng and Meng Zhu and Xinlu Li and Peina Zhang and Jiuzhao Liu and Jianting Dong and Jia Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.02533},
year = {2021}
}