利用交换偏置效应探测受阻挫反铁磁体 UO2 中应变驱动的反铁磁态切换
材料科学
2023-12-27 v1 其他凝聚态物理
摘要
受阻挫反铁磁体为研究磁相互作用、几何约束与涌现现象之间的复杂关系提供了一个引人入胜的平台。通过控制自旋取向，这些材料可被定制用于自旋电子学和量子信息处理中的应用。本研究聚焦于基于典型受阻挫反铁磁体 UO2 的人工异结构中磁各向异性和交换各向异性效应的相互作用。利用衬底诱导应变，探究了该材料中操控自旋方向并在不同反铁磁态之间切换的潜力。利用化学计量比 UO2/Fe3O4 双层中的交换偏置（EB）效应探测该现象。通过采用多体第一性原理计算，确定了 UO2 层中的磁构型。即便微小的四方畸变也会触发不同对称性的反铁磁态之间的转变，该转变由畸变引起的单离子各向异性的显著改变所驱动。因此，这一变化影响了 UO2/Fe3O4 界面处磁矩的排列，进而改变了交换偏置的大小。这些发现展示了外延应变如何通过控制单点各向异性来有效操控受阻挫反铁磁体中的反铁磁态。
引用
@article{arxiv.2310.15696,
title = {Strain-driven switching between antiferromagnetic states in frustrated antiferromagnet UO2 probed by exchange bias effect},
author = {E. A. Tereshina-Chitrova and L. V. Pourovskii and S. Khmelevskyi and L. Horak and Z. Bao and A. Mackova and P. Malinsky and T. Gouder and R. Caciuffo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.15696},
year = {2023}
}