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【48812】仪器情报科学家运用先进设备提醒超晶格材猜中的磁性现象!
来源:爱游戏体育平台赞助马竞-电动缸知识 时间:2024-09-02 16:16:38 浏览次数:18 次

  跟着纳米技能的前进,磁性薄膜的研讨成为了一个长时间重视的课题。这些薄膜的厚度在纳米标准,显现出了与其厚度严密相关的共同磁性特性。临界行为理论预言,跟着薄膜厚度的减小,磁相变温度会显着下降,这在多个研讨事例中得到了调查。特别地,在二维极限下,Mermin和Wagner提出了在有接连旋转对称性的模型(如Heisenberg或XY自旋哈密顿量)中,长波长动摇会在有限温度下彻底按捺长程磁序的理论。但是,这一猜测严厉适用于热力学极限,即无限大侧向尺度的样品。关于有限尺度的试验室样品,这一猜测的适用性则引起了广泛的评论。

  近年来,磁性van der Waals资料的发现为研讨厚度到达单层的磁性资料供给了新的渠道。例如,关于反铁磁NiPS

  资料的研讨标明,当其厚度为两层或更多时,反铁磁序在单层样品中则被按捺,这与Mermin-Wagner定理的猜测共同。但是,由于单层样品的侧向尺度较小,磁性的直接勘探成为了一个应战,一般经过直接办法如Raman光谱学来完成。为了深化了解在超薄膜中的磁性行为,马萨里克大学科M. Kiaba教授团队选取了反铁磁LaFeO

  和非磁性SrTiO3层构成的超晶格作为研讨目标,这些资料可以终究靠先进的堆积技能准确操控其结构。LaFeO3作为典型的钙钛矿反铁磁绝缘体,在室温下具有安稳的反铁磁序,这使其成为抱负的研讨目标。作者运用了脉冲激光堆积技能制备了具有1-3单层LaFeO3和5单层SrTiO3的超晶格样品,并经过低能缪子自旋滚动光谱学进行了翔实的磁性研讨。试验成果初次展现了在超薄LaFeO

  层的不同厚度下,其磁性质的显着改变。详细地,作者调查到当LaFeO3层厚度为三个或两个单层时,其电子磁矩表现出静态的反铁磁序。相反地,在单层LaFeO3样品中,磁矩没有长程有序,契合Mermin-Wagner定理的预期。这些发现不只深化了作者对超薄膜中磁性行为的了解,还为调控这些资料的磁性特性供给了新的视角和办法。

  /SrTiO3超晶格中的磁性特性,运用了低能缪子自旋滚动光谱学作为灵敏的磁性探针。

  制备了具有1-3单层LaFeO3和5单层SrTiO3的超晶格,侧向尺度为10×10 mm²,而且展现了高结构质量和界面锐利度。

  经过X射线衍射谱确认了超晶格的完整性和结构特征,验证了层间分散水平极低。

  运用低能缪子自旋滚动光谱学成功丈量了超薄LaFeO3层的磁性行为,标明在具有3和2层LaFeO3的超晶格中,铁电子磁矩表现出静态的反铁磁序。

  对单层LaFeO3超晶格的研讨显现,磁矩不会有序,而是在最低丈量温度下契合Mermin-Wagner定理的预期,表现出动摇行为。

  科学定论】总归,缪子自旋滚动数据在零场、横场和纵场中共同显现出以下成果:(i) m = 3 和 m = 2 超晶格表现出长程反铁磁序,其Néel温度分别为175 K 和 35 K;(ii) m = 1 超晶格的磁性质与之有显着差异,没有长程序,直至最低丈量温度5 K;(iii) 在这个温度下,电子磁矩表现出动摇而非静态无序。这些发现指向了一个维度磁性的交叉点,关于单层铁氧化物的超晶格,由于长波长自旋动摇的增强,静态反铁磁序被消失,契合Mermin-Wagner定理的预期。但是,必需要分外留意的是,作者的成果并不彻底与Jenkins等人的作业11存在十分显着不合,他们猜测在二维有限尺度的试验室样品中磁序的安稳,由于 (i) 他们的计算是针对比作者样品小四个数量级的体系来进行的,而 (ii) 作者的m = 1 超晶格在当时低能缪子自旋滚动仪器中可以到达的最低温度为5 K,存在在更低温度下有几率存在静态序的可能性。

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