外延 La$_{2/3}$Sr$_{1/3}$MnO$_3$ 薄膜中的栅极可调自旋轨道耦合与弱反局域化效应

通过脉冲激光沉积在 SrTiO$_3$ (001) 衬底上生长了外延 La$_{2/3}$Sr$_{1/3}$MnO$_3$ (LSMO) 薄膜。在剩余电阻率 $\rho_0$ = 59 $\mu \Omega$ cm 的 22 nm 厚 LSMO 薄膜中，我们发现了 10 K 以下磁阻 (MR) 的零场下陷，表现为由强自旋轨道耦合 (SOC) 引起的弱反局域化 (WAL) 效应。我们通过在 WAL 理论中引入 D'yakonov-Perel' 自旋弛豫机制分析了 MR 数据。我们解释了非自旋向下的电子子带状态在促进清洁 LSMO 中显著 SOC 方面起着关键作用。此外，我们发现 SOC 强度和栅极电压可调性与 LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ 界面处 2DEG 中的相似，表明 LSMO/SrTiO$_3$ 界面附近存在内部电场。在 5 nm 厚高电阻率 ($\rho_0$ = 280 $\mu \Omega$ cm) LSMO 薄膜的控制测量中，我们仅观察到由弱局域化效应引起的 MR 中一个小的零场峰，表明 SOC 可忽略不计。