应变 NiO 薄膜中的晶格动力学与自旋-声子相互作用
强关联电子
2020-06-30 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
使用脉冲激光沉积技术在 SrTiO3 (STO) 与 MgO 衬底上生长了具有不同应变的 NiO 薄膜。利用 X 射线衍射仪、原子力显微镜与红外反射光谱对薄膜进行表征。生长于 STO (001) 衬底的薄膜呈现面内压应变，且随膜厚减小而增大，导致 NiO 声子频率升高。另一方面，在 MgO (001) 衬底上生长的 NiO 薄膜中检测到张应变，引起声子频率软化。总体上，面内应变从 -0.36% 到 +0.48% 的变化使声子频率从 409.6 cm-1 降至 377.5 cm-1，这由约 1% 的原子间距变化引起。在三个不同样品（弛豫（即零）应变、0.36% 压应变与 0.48% 张应变）中，测量了磁交换驱动的声子分裂 Delta(W) 随温度的变化。在弛豫 NiO 薄膜中，Delta(W) 随降温而增大，与先前发表的块体晶体工作一致。在 0.48% 张应变薄膜中分裂也随降温增大，但 Delta(W) 系统性地比弛豫薄膜小 3-4 cm-1。由于声子分裂正比于非主导磁交换相互作用 J1，张应变薄膜中声子分裂的减小由晶格膨胀下 J1 减弱解释。Delta(W) 随降温增大也可由 J1 随温度降低而上升解释。
引用
@article{arxiv.2002.08081,
title = {Lattice dynamics and spin-phonon interaction in strained NiO films},
author = {Alireza Kashir and Veronica Goian and Daseob Yoon and Byeong-Gwan Cho and Yoon Hee Jeong and Gil-Ho Lee and Stanislav Kamba},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.08081},
year = {2020}
}