多铁性 Co/PbZr$_{0.2}$Ti$_{0.8}$O$_{3}$ 界面处的钙钛矿型钴氧化物
材料科学
2020-04-02 v1
摘要
磁性隧道结的基本元件由被绝缘非磁性势垒隔开的两个铁磁电极组成，其已在非易失性自旋电子器件中得到深入研究和应用。由于自旋极化电子的弹道隧穿敏感地依赖于铅/势垒界面的化学组成和原子几何结构，因此对其合理设计是实现器件所需功能（例如高隧穿磁阻）的关键问题。新型自旋电子器件发展的一个重要飞跃是用铁电体替代绝缘势垒，这由势垒中的极化方向带来新的附加功能，从而产生隧穿电致电阻（TER）。多铁性隧道结 Co/PbZrTiO/LaSrMnO（Co/PZT/LSMO）是一个典型体系，尽管进行了大量研究，其界面几何结构及其对输运性质的影响仍无共识。本文利用互补技术（即 X 射线衍射、扩展 X 射线吸收精细结构与 X 射线磁圆二色性结合第一性原理计算）首次在原子尺度上分析了 Co/PZT 界面。Co/PZT 界面由一层钙钛矿型钴氧化物晶胞 [CoO/CoO/Ti(Zr)O] 构成，其上生长着局部有序的钴膜。钴的磁矩（m）介于 m=2.3 与 m=2.7 之间，而界面钛原子的磁矩很小（m=+0.005 ）且与钴平行，这归因于钴氧化物界面层的存在。这些关于界面与磁性质之间原子尺度关系的认识有望为未来高 TER 器件铺平道路。
引用
@article{arxiv.2004.00489,
title = {Perovskite-type cobalt oxide at the multiferroic Co/Pb Zr$_{0.2}$Ti$_{0.8}$O$_{3}$ interface},
author = {K. Mohseni and A. Polyakov and H. B. Vasili and I. V. Maznichenko and S. Ostanin and A. Quindeau and N. Jedrecy and E. Fonda and L. V. Bekenov and V. N. Antonov and P. Gargani and M. Valvidares and I. Mertig and S. S. P. Parkin and A. Ernst and H. L. Meyerheim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.00489},
year = {2020}
}