通过应变调控 SrRuO$_3$ 薄膜的反常霍尔效应：一项第一性原理研究
材料科学
2021-03-31 v1
摘要
受近期在铁磁 SrRuO（SRO）超薄膜中观测到的非常规霍尔效应启发，我们借助密度泛函理论计算，研究了应变诱导的氧八面体畸变对 SRO 超薄膜电子结构与反常霍尔响应的影响。我们的结果表明，生长在 SrTiO 上的铁磁 SRO 薄膜（面内应变 0.47）具有正交畸变结构（同时存在倾斜与转动），且随着衬底诱导压应变增大，八面体倾斜角度逐渐受到抑制，生长在 NdGaO 上的 SRO 薄膜（面内应变 1.7）稳定于四方畸变结构（倾斜为零）。我们的贝里曲率计算预测，在 1.7 应变下反常霍尔电导为正值 76\,S/cm，而在 0.47 应变下为负值（156\,S/cm）。我们将所发现的反常霍尔效应行为归因于由衬底诱导应变驱动的氧八面体畸变调控所引起的电子结构中节点动力学。我们还计算了通过缩小 Ru 原子内交换场大小获得的约化磁化强度所对应的应变介导反常霍尔电导，发现与实验观测定性吻合良好，表明 Ru 自旋矩的纵向热涨落对该体系反常霍尔效应有强烈影响。
引用
@article{arxiv.2101.03873,
title = {Tailoring the anomalous Hall effect of SrRuO$_3$ thin films by strain: a first principles study},
author = {Kartik Samanta and Marjana Ležaić and Stefan Blügel and Yuriy Mokrousov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.03873},
year = {2021}
}
备注
8 pages, 4 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2002.05393