Sm₂NiMnO₆铁磁绝缘体中的稳健电子态与可调磁态
材料科学
2022-04-20 v1
摘要
铁磁绝缘体(FM-I)是新一代量子电子应用所关注的材料。在此,我们研究了在不同条件下制备以产生不同水平Ni/Mn反位无序(ASD)的外延Sm₂NiMnO₆(SNMO)双钙钛矿薄膜中表征FM-I基态的物理可观测量。ASD的存在通过在主导长程FM有序宿主矩阵中引入短程反铁磁相互作用,极大地影响了SNMO体系的磁性及各向异性行为。阳离子位点间以Ni²⁺+Mn⁴⁺ → Ni³⁺+Mn³⁺形式的电荷歧化导致Ni和Mn物种的混合价态,发现其不敏感于ASD浓度。温度依赖的光发射、光吸收测量结合团簇模型构型相互作用模拟表明,Ni和Mn阳离子的本征态可令人满意地描述为未屏蔽dⁿ和屏蔽dⁿ⁺¹L(L:O 2p空穴)态的线性组合。费米能级(E_F)附近的电子结构呈现紧密相邻的Ni 3d、Mn 3d和O 2p态。由占据和未占据能带估计的库仑排斥能(U)和配体到金属电荷转移能(Δ)表明其为电荷转移绝缘体性质,其中在FM转变温度附近Ni/Mn 3d - O 2p杂化发生显著改变。ASD的存在展宽了Ni、Mn 3d谱特征,而谱位置未变。因此,本工作表明SNMO薄膜是一个FM-I体系,其中可通过调控晶体结构中的ASD来调节FM态,而I态保持完好。
引用
@article{arxiv.2204.08843,
title = {Robust electronic and tunable magnetic states in Sm$ _{2} $NiMnO$ _{6} $ ferromagnetic insulator},
author = {Supriyo Majumder and Malvika Tripathi and I Píš and S Nappini and P Rajput and S N Jha and R J Choudhary and D M Phase},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.08843},
year = {2022}
}
备注
21 pages, 9 figures, and supplemental information