绝缘铁磁性 LaCoO3 外延薄膜中的自旋态不均等分布
材料科学
2023-09-06 v1
摘要
尽管已投入大量研究,拉伸应变下外延 LaCoO3 薄膜中绝缘铁磁性的起源仍不清楚。令人惊讶的是,作为其铁磁性主要参数的 Co 离子自旋态至今尚未确定。在此,我们利用元素特异的 X 射线吸收谱和二色性系统研究了外延 LaCoO3 薄膜中的自旋态,以阐明应变诱导铁磁性的机制。结合构型相互作用团簇计算,我们明确证明:压缩应变下(在 LaAlO3 衬底上)LaCoO3 薄膜中的 Co3+ 实际上为低自旋态,而拉伸应变下(在 SrTiO3 衬底上)LaCoO3 薄膜中的 Co3+ 具有混合的高自旋与低自旋态,比例接近 1:3。由该自旋态比例的确定,我们推断高分辨扫描透射电子显微镜观察到的暗条带指示了 Co3+ 高自旋态的位置,即观测到了拉伸应变 LaCoO3 薄膜中的自旋态不均等分布(spin state disproportionation)。这进而解释了 LaCoO3 薄膜中铁磁性的本质。
引用
@article{arxiv.2302.06063,
title = {Spin State Disproportionation in Insulating Ferromagnetic LaCoO3 Epitaxial Thin Films},
author = {Shanquan Chen and Jhong-Yi Chang and Qinghua Zhang and Qiuyue Li and Ting Lin and Fanqi Meng and Haoliang Huang and Shengwei Zeng and Xinmao Yin and My Ngoc Duong and Yalin Lu and Lang Chen and Er-Jia Guo and Hanghui Chen and Chun-Fu Chang and Chang-Yang Kuo and Zuhuang Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.06063},
year = {2023}
}