拉伸应变下的 SrRuO3：厚度依赖的电子与磁学性质
材料科学
2024-09-10 v1
摘要
蓬勃发展的自旋电子学和拓扑电子学领域需要具备独特性质组合的材料：铁磁性、金属态和化学稳定性。SrRuO3 (SRO) 因其这些属性的卓越组合而成为极具吸引力的候选材料。然而，对其在拉伸应变下的行为，尤其是其厚度依赖性变化的理解仍不明确。本研究采用机器学习辅助的分子束外延技术，研究了厚度从 1 到 10 nm 的 SRO 薄膜。这项工作补充了现有对压应变 SRO 的关注，为探索其迄今隐藏的潜力开辟了新途径。利用软 X 射线磁圆二色性，我们揭示了薄膜厚度、电子结构和磁学性质之间有趣的相互作用。我们的主要发现表明，在较低厚度下，Ru 4d t2g-O 2p 杂化态的局域化增强，这归因于轨道杂化的减弱。此外，我们发现随着薄膜厚度的减小，Ru 和 O 离子的磁矩逐渐降低。值得注意的是，在 1 nm 的临界厚度处出现了非铁磁绝缘态，标志着从金属铁磁相的关键转变。这些见解强调了在为下一代自旋电子学和拓扑电子器件定制 SRO 时考虑厚度依赖性质的重要性。
引用
@article{arxiv.2404.05438,
title = {SrRuO3 under tensile strain: Thickness-dependent electronic and magnetic properties},
author = {Yuki K. Wakabayashi and Masaki Kobayashi and Yuichi Seki and Kohei Yamagami and Takahito Takeda and Takuo Ohkochi and Yoshitaka Taniyasu and Yoshiharu Krockenberger and Hideki Yamamoto},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.05438},
year = {2024}
}