Cr掺杂SrRuO3中结构调制驱动的居里温度提升

具有竞争基态的强相关系统常靠近量子临界点。外部扰动如压力、应变、电场和化学掺杂可稳定具有非凡物理性质的基态。Cr掺杂是唯一一种能提升该类相关系统SrRuO$_3$居里温度的做法。为寻找$T_C$提升的起源，我们研究了SrRu$_{1-x}$Cr$_x$O$_3中随温度变化的结构、光谱、磁性和磁输运性质。Cr掺杂缩小了单位胞体积，有效放大了六面体畸变的拉伸程度，约为纯SrRuO$_3$的五倍。发现$T_C$增加约22 K（当x=0.15时）与结构调制密切相关。温度依赖中子衍射分析表明，单位胞体积最小值恰好与增强的铁磁有序（~190 K）相吻合。进一步分析表明，Cr掺杂不仅在100 K以下冻结六面体倾斜，还抑制了负责交换偏置和拓扑霍尔效应在SrRuO$_3$中出现的复杂磁性。光谱测量发现，Cr掺杂导致d电子的电性减弱。磁输运测量描绘了从电性到局域铁磁性的演变过程。