通过原子薄钴酸盐中的呼吸晶格实现强铁磁性
材料科学
2020-10-21 v1 强关联电子
应用物理
摘要
保持强铁磁性直至单层厚度的低维量子材料对于自旋电子学应用极为渴求。尽管氧化物材料是下一代自旋电子学的重要候选，但当厚度缩减至纳米尺度时铁磁性严重衰减，导致器件性能恶化。本文报道一种在绝缘 LaCoO3（LCO）层中维持强铁磁性直至单晶胞厚度的方法。我们发现 LCO 的磁性与电子态与相邻“呼吸晶格” SrCuO2（SCO）的结构参数紧密关联。随着 SCO 维数降低，晶格常数沿生长方向伸长逾 10%，导致 CoO6 八面体显著畸变，并促成更高自旋态与长程自旋有序。对于原子薄 LCO 层，我们观测到惊人的大磁矩（0.5 uB/Co）与居里温度（75 K），其值大于此前任何单层氧化物的报道。我们的结果展示了一种通过利用强关联材料中的原子异质界面工程、限域驱动结构转变与自旋-晶格纠缠来创制超薄铁磁氧化物的策略。
引用
@article{arxiv.2010.09998,
title = {Strong Ferromagnetism Achieved via Breathing Lattices in Atomically Thin Cobaltites},
author = {Sisi Li and Qinghua Zhang and Shan Lin and Xiahan Sang and Ryan F. Need and Manuel A. Roldan and Wenjun Cui and Zhiyi Hu and Qiao Jin and Shuang Chen and Jiali Zhao and Jia-Ou Wang and Jiesu Wang and Meng He and Chen Ge and Can Wang and Hui-Bin Lu and Zhenping Wu and Haizhong Guo and Xin Tong and Tao Zhu and Brian Kirby and Lin Gu and Kui-juan Jin and Er-Jia Guo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.09998},
year = {2020}
}
备注
24 pages, 5 figures, 1 supporting information with 13 figures