迈向人工功能磁性材料的系统性发现
材料科学
2021-08-11 v3 强关联电子
摘要
尽管铁磁体见于各类技术应用，但已知在室温下本征铁磁的物质寥寥无几。过去二十年，通过向非磁性宿主材料中引入缺陷，发现了大量新的人工铁磁材料。与本征铁磁材料不同，它们提供了极高的材料工程自由度，前提是能找到一种缺陷来功能化每一种可能的宿主材料，从而在其本征性质上增添磁性。然而，一个争议性问题依然存在：这些材料是否真的是具有技术相关性的铁磁体？为回答此问题，本文从理论与实验两方面系统研究了离子辐照下铁磁相的出现。定量预测通过文献中高能Ne离子辐照SiC宿主的实验数据，以及我们自身低能Ar离子辐照TiO宿主的实验得以验证。在高能 regime，出现体磁性相，其受宿主晶格非晶化限制；而在低离子能量下，表面形成超薄磁层并演化为完全磁渗流。降低离子能量，磁层厚度减小至双层，由于磁性表面态而出现垂直磁各向异性。
引用
@article{arxiv.2103.08045,
title = {Toward a systematic discovery of artificial functional magnetic materials},
author = {Lukas Botsch and Carsten Bundesmann and Daniel Spemann and Pablo D. Esquinazi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.08045},
year = {2021}
}
备注
38 pages, 21 figures