绝缘且非铁磁性 SrRuO3 单层的起源
强关联电子
2022-03-04 v1 材料科学
摘要
超薄外延钌酸盐薄膜的电磁性质长期存在争议。本文结合实验与理论对 (SrTiO3)5-(SrRuO3)n-(SrTiO3)5（STO5-SROn-STO5）异质结构（n = 1 和 2 个晶胞）进行研究，包括广泛的原子分辨率扫描透射电子显微成像、电子能量损失谱化学mapping，以及输运和磁输运测量。实验数据表明，STO5-SRO2-STO5 异质结构为化学计量比、金属性且铁磁性，TC ~ 128 K，即便其缺乏块体 SRO 特征性八面体倾斜并匹配立方 STO 结构。相比之下，STO5-SRO1-STO5 异质结构在 RuO2 层存在 Ru-Ti 混合，同样无八面体倾斜，但伴随金属性与铁磁性的丧失。密度泛函理论计算显示，化学计量比的 n = 1 和 n = 2 异质结构在无八面体倾斜下为金属性且铁磁性，而 n = 1 情况下 Ru 子晶格的非化学计量比打开能隙并诱导反铁磁序。因此，结果表明所观察到的非化学计量比是 n = 1 情况下观测到金属性与铁磁性丧失的原因。
引用
@article{arxiv.2112.10076,
title = {The origin of insulating and non-ferromagnetic SrRuO3 monolayers},
author = {Zeeshan Ali and Zhen Wang and Andrew O'Hara and Mohammad Saghayezhian and Donghan Shin and Yimei Zhu and Sokrates T. Pantelides and Jiandi Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.10076},
year = {2022}
}
备注
20 pages, 9 figures