121 / 2019-10-16 14:14:50

铁电氧化物异质结界面铁磁性

铁电；界面；铁磁性

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钙钛矿氧化物异质结的构建，能实现自旋、电荷、轨道和轨道自由度之间相互作用，从而产生一些新奇的物理现象，受到各国学者的广泛关注[1, 2]。研究发现，LaAlO3/SrTiO3(LAO/STO)异质结界面处存在二维电子气、超导性以及铁磁性，而LAO和STO块体均属于绝缘材料，且不存在磁有序。因此可推测该体系独特的物理化学现象的出现与极性不连续的(LaO)+/(TiO2)0界面，以及多价态的元素Ti的存在、界面电子重构有关。目前，在极性/非极性异质结中引入铁电极化的相关研究鲜有报道。本工作以单晶单畴的PbTiO3(PTO)为基板，通过水热法外延生长SrTiO3(STO)单晶薄膜[3, 4]，构建了STO/PTO异质结界面，并发现为屏蔽STO/PTO界面的铁电极化，Ti原子发生电子重构，从而引发该体系的室温铁磁现象。同时，这种铁磁性可以通过调控磁场来实现与抗磁性的可逆转变。研究表明，STO/PTO异质结表现出的铁磁性源于界面处的Ti dxy局域磁矩与自由电子之间的耦合作用，其可逆磁转变与磁场诱导的电子局域化有关。