锰氧化物超晶格中取向驱动的本征绝缘铁磁态路径
强关联电子
2026-02-10 v1
摘要
超晶格生长精度的提高激发了人们对通过工程化层状结构可能产生的应用的希望。磁性氧化物的异质结构化和功能化因其多功能性和易于集成到现代电子产品中而非常受欢迎。在本研究中，我们通过预测在沿(111)方向取向的LaMnO和SrTiO超晶格中可以实现绝缘铁磁态，提供了这一现象的另一个例子。与其他取向形成鲜明对比的是，这些性质并非源于外在因素，而是源于结构有序、应变和量子限域之间的相互作用。带隙被证明可以是直接或间接的，具体取决于精确的组成，这可以用(111)取向的LaMnO双层的几何性质来解释。电子结构显示出窄带，表明所有研究的超晶格中态是局域的。这些特征以及对原子间磁耦合的分析表明，所研究的超晶格至少在所探索的组成范围内表现为Kugel-Khomskii材料。我们的结果不仅为绝缘铁磁体提供了一条新路径，而且为晶格对称性、Hubbard物理和Hund耦合之间复杂的相互作用提供了新的见解，这些可用于下一代自旋电子学应用。
引用
@article{arxiv.2602.08573,
title = {Orientation-driven route to an intrinsic insulating ferromagnetic state in manganite superlattices},
author = {Priyanka Aggarwal and Kirill B. Agapev and Sagar Sarkar and Biplab Sanyal and Igor Di Marco and Fabrizio Cossu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.08573},
year = {2026}
}