通过轨道角动量的斜散射实现间接磁电耦合

最近对 La$_{0.67}$Sr$_{0.33}$MnO$_{3}$/LaAlO$_{3}$/SrTiO$_{3}$ 异质结构中交换偏置的实验观察，该结构缺乏本征反铁磁层，引发了对潜在机制的理论研究。虽然传统理论认为自旋阀结构中的交换偏置由金属间隔层中的传导电子介导，但 LaAlO$3$ 的输运性质由其价电子主导，引发了关于这一现象起源的新问题。在这项工作中，我们提出了一个理论模型，其中 LaAlO$_3$ 的能带结构被视为受斜散射扰动的价带，该斜散射对轨道角动量敏感。我们的分析揭示了在 La$_{0.67}$Sr$_{0.33}$MnO$_3$/LaAlO$_3$ 界面处存在显著的磁电效应，该效应诱导了界面磁化与 LaAlO$_{3}$/SrTiO$_{3}$ 界面处二维电子气产生的电场之间的耦合。我们发现这种磁电耦合驱动了观察到的交换偏置，突出了电极化在影响异质结构磁性方面的作用。