研究了NiMn_2O_4(NMO)-Fe_3O_4等结构尖晶石-尖晶石界面的磁性。虽然磁转变温度的NMO膜被保存,无论是散装和界面敏感的测量表明,界面具有很强的界面磁耦合到室温。NMO薄膜的铁磁转变温度为60 K,而NiFe_2 O_4和MnFe_2 O_4在室温下都是铁磁的。我们的实验结果表明,这些磁性能产生于一个薄的互扩散区(Fe,Mn,Ni)3 O 4在界面导致Mn和Ni的磁性能类似于MnFe 2 O 4和NiFe 2 O 4。
英文摘要:
We investigate the magnetic properties of the isostructural spinel-spinel interface of NiMn2O4(NMO)-Fe3O4. Although the magnetic transition temperature of the NMO film is preserved, both bulk and interface sensitive measurements demonstrate that the interface exhibits strong interfacial magnetic coupling up to room temperature. While NMO thin films have a ferrimagnetic transition temperature of 60K, both NiFe2O4 and MnFe2O4 are ferrimagnetic at room temperature. Our experimental results suggest that these magnetic properties arise from a thin interdiffused region of (Fe,Mn,Ni)3O4 at the interface leading to Mn and Ni magnetic properties similar to MnFe2O4 and NiFe2O4.
Entropy engineering and tunable magnetic order in the spinel high entropy oxide
尖晶石氧化物是一个理想的设置,以探讨之间的相互作用的构型熵,网站的选择性,和高熵氧化物的磁性。在这项工作中,我们表征的尖晶石(Cr,Mn,Fe,Co,Ni)$_3$ O $_4$的磁性和研究其磁性的演变作为一个功能的非磁性镓取代。在这里研究的组合物的范围内,从0%至40%的Ga,磁化率和粉末中子衍射测量表明,亚铁磁秩序是强大的尖晶石HEO。然而,我们也发现,亚铁磁秩序是高度可调的,与有序温度,饱和和亚晶格的时刻,和磁硬度都显着变化的Ga浓度的函数。通过X-射线吸收和磁性圆二色性,我们能够将这种磁性可调性与尖晶石结构中的各种阳离子和四面体和八面体位点之间的强位点选择性相关联。特别是,我们发现,虽然镍和铬在很大程度上不受影响的替代与Ga,锰,钴和铁的占位率分别显着重新分配。Ga取代还需要过渡金属价态的总体降低,并且这完全由Mn容纳。最后,我们表明,虽然网站的选择性有一个整体的抑制作用的构型熵,在一定范围内的组合物,Ga取代产生了显着的构型熵增加,并可能赋予额外的稳定。尖晶石氧化物可以从低熵到高熵状态无缝调整,使其成为熵工程的理想平台。
Magnetism and electronic dynamics in $CuCr_{2-x}Sn_xS_4$ spinels studied by transferred hyperfine fields at $^{119}Sn$ and muon spin rotation and relaxation
Stabilization of high-pressure GeCu$_{2}$O$_{4}$ spinel cuprate with quasi-1D $S=1/2$ chains in the epitaxial thin-film form
GeCu $_2$ O $_4$是一种高压可恢复的铜酸盐,具有强烈的四方形细长尖晶石结构和由$S=1/2$ CuO $_2$线性链形成的磁性晶格,具有受抑交换相互作用和奇异磁性行为。在这里,我们报告了(001)取向的MgAl $_2$ O $_4$衬底上GeCu $_2$ O $_4$外延薄膜的第一次稳定化。采用\emph{in-situ}反射高能电子衍射、原子力显微镜、X射线反射率、X射线衍射和X射线光电子能谱学等对所开发的生长模式、表面形貌、晶体结构和铜的价态进行了表征。大单晶GeCu $_2$ O $_4$薄膜的可用性为全面研究这种特殊化合物的物理性质(包括磁性和多铁性)铺平了道路。
Kinetic Magnetism at the Interface Between Mott and Band Insulators
我们发现,高密度的二维电子气和本地化的电子在相邻的莫特绝缘体的相互作用导致独特的莫特/带绝缘体界面的动力学磁性。我们的研究是基于一个双层哈伯德模型在$U=\infty$与电势差之间的两层。我们结合分析结果与DMRG模拟表明,磁性,特别是铁磁性,大大提高了相对的两个子系统的接近。这些结果可能与最近的实验表明在$R$ TiO $_3$ /SrTiO $_3$异质结构的磁性有关。
Anisotropic Band-Split Magnetism in Magnetostrictive CoFe$_2$O$_4$
The University of Manchester(曼彻斯特大学);University of St Andrews(圣安德鲁斯大学);University of Edinburgh(爱丁堡大学);Tohoku University(东北大学);Tokyo Metropolitan University(东京都立大学);Kyoto University(京都大学);Paul Scherrer Institut(保罗谢尔研究所);STFC Rutherford Appleton Laboratory(STC卢瑟福阿普尔顿实验室);Royal Holloway University of London(伦敦皇家霍洛威学院)
Induced Ferromagnetism at BiFeO3/YBa2Cu3O7 Interfaces
过渡金属氧化物(TMOs)表现出从高温超导、巨磁电阻到磁性和铁电性等众多现象。此外,当TMO相互连接时,可能会出现新的功能,这些功能在单个组件中是不存在的。在这里,我们报告的结果从第一性原理计算的磁性在BiFeO 3/YBa 2 Cu 3 O 7界面。通过比较各种磁自旋配置内BiFeO 3的总能量,我们能够表明,金属铁磁性的界面附近诱导。我们进一步开发了一个界面交换耦合模型,并将提取的交换耦合相互作用强度,从第一性原理计算,到一个通用的相图。我们的结论证实了界面铁磁性的存在下的磁滞回线场依赖的磁化数据。界面铁磁性的出现应该对电子和输运性质有影响。
Proximity Magnetism in Mn(Bi,Sb)2Te4-(Bi,Sb)2Te3/MnTe Natural Heterostructures
DEVCOM Army Research Laboratory(DEVCOM陆军研究实验室);Francis Bitter Magnet Laboratory, Plasma Science and Fusion Center, Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院等离子体科学与聚变中心弗朗西斯·比特磁实验室);Department of Electrical Engineering, National Cheng Kung University(国立成功大学电气工程系);Department of Physics, University of Ottawa(渥太华大学物理系);Department of Materials Science and Engineering, North Carolina State University(北卡罗来纳州立大学材料科学与工程系)
Electronic structure of the frustrated diamond lattice magnet NiRh$_2$O$_4$
$A$位尖晶石NiRh $_2$ O $_4$是自旋为1的金刚石晶格磁体的唯一已知实现,并且被预测为由受抑最近邻和次最近邻交换以及轨道简并驱动的非常规磁性现象。以前的工作没有发现磁秩序的迹象,但发现了一个缺口色散磁激发表明可能的价键磁基态。然而,许多竞争的低能量自由度和有限的经验微观约束的存在使进一步的分析复杂化。在这里,我们进行共振非弹性X射线散射(RIXS)和X射线吸收光谱(XAS)来表征的局部电子结构的NiRh $_2$ O $_4$。的RIXS数据可以部分地描述由四面体配位的镍$^{2+}$的单离子模型,并表示一个tetrandom畸变$Δt_2\!=\!70$毫电子伏,分裂的$t_2$轨道成一个高能量的轨道单线态和较低能量的轨道双峰。我们确定的RIXS光谱的特点是一致的铑-镍两个网站的激发表明强金属-金属杂化介导的氧在NiRh $_2$ O $_4$。我们还确定了电子-声子耦合的签名,通过外观的声子边带,衣服的晶体场激发。这些结果建立了NiRh $_2$ O $_4$的磁性相关的关键能量尺度,并进一步表明,共价性和晶格动力学在控制$A$位尖晶石的磁性基态中起着至关重要的作用。
Dimensionality-Driven Electronic and Orbital Transitions Mediating Interfacial Magnetism in LaNiO3/CaMnO3 Observed In Situ
Temple University(天普大学);Flatiron Institute(平顿研究所);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);Cornell University(康奈尔大学);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Rutgers University(罗格斯大学);Advanced Light Source, Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室先进光源中心);Deutsches Elektronen-Synchrotron, DESY(德国电子同步辐射中心);CNR-IOM Istituto Officina dei Materiali(意大利国家研究委员会材料研究所);Università degli Studi di Padova(帕多瓦大学);AREA Science Park(AREA科学园);Columbia University(哥伦比亚大学)
Enhanced Magnetism & Time - Stable Remanence at the Interface of Hematite and Carbon Nanotubes
两种不同材料的界面在凝聚态物质中以惊喜而闻名,并为丰富的物理学提供了途径,也为未来的技术进步提供了种子。我们提出了一些令人兴奋的磁化强度(M)和剩余磁化强度($μ$)的结果,这最终出现在两个高度功能性的材料,即碳纳米管(CNT)和$α$ -Fe $_2$ O $_3$,一个Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用驱动的弱铁磁体(WFM)和压电磁体(PzM)的石墨壳的界面。我们表明,CNT内的封装导致M和相应的$μ$(剩磁的时间稳定部分)的非常显著的增强,专用于WFM相。在室温下,高达70%的场内磁化强度以$μ$的形式保留。碳纳米管的晶格参数在Morin转变处表现出明显的反常,证实了这种新颖的界面效应。对裸$α$ $_2$ O $_3$纳米线的对照实验表明,弱铁磁体如$α$ $_2$ O $_3$就它们的剩磁及其随时间的稳定性而言并不那么弱,并且CNT内的封装导致这些功能性的显著增强.
Tunable Magnetic Scattering and Ferroelectric Switching at the LaAlO$_3$/EuTiO$_3$/Sr$_{0.99}$Ca$_{0.01}$TiO$_3$ Interface
铁电有序和铁磁有序很少共存,磁电耦合更是罕见。结合这些顺序的一个可能途径是通过界面设计,其中在组成材料处形成的顺序可以重叠和相互作用。利用磁输运和扫描SQUID测量相结合的方法,我们研究了LaAlO $_3$ /EuTiO $_3$ /Sr $_{0.99}$ Ca $_{0.01}$ TiO $_3$异质结构中铁电性、磁性和二维电子系统(2DES)之间的相互作用.我们发现,在界面处的电子经历磁散射出现在EuTiO $_3$层中的发散居里-外斯型行为。2DES还受到Sr $_{0.99}$ Ca $_{0.01}$ TiO $_3$块体处的可切换铁电极化的影响。虽然2DES与磁性和铁电性相互作用,我们表明,导电电子的存在下,在EuTiO $_3$层的磁化强度没有影响。我们的研究结果提供了实现一个新的多铁性系统,磁性和铁电性可以通过一个中间导电层相互作用的第一步。