Large anisotropy in the paramagnetic susceptibility of SrRuO3 films
利用SrRuO_3薄膜中的特殊霍尔效应,我们对这种巡游铁磁体的顺磁磁化率进行了灵敏的测量,测量温度范围从~ 150 K到300 K。这些测量,结合测量的磁阻,揭示的磁化率,这是几乎各向同性的在300 K,成为高度各向异性的温度降低,发散沿一个单一的结晶方向在附近的Tc。结果提供了一个非常大的磁晶各向异性的效果在顺磁状态的4D巡回铁磁体的一个惊人的表现。
2003-11-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Scaling and field-induced crossover of the anomalous Hall effect in SrRuO3
测量了巡游铁磁体SrRuO $_{3}$薄膜的反常霍尔效应(AHE)电阻率$ρ_{xy}$。在低温下,AHE系数$R_{s}$随$ρ_{xx}^2$变化,与侧跳和Berry相模型一致。在较高的温度下,$R_{s}$达到峰值,然后在$T_{c}$下方改变符号。我们发现,对于所有的薄膜研究$R_{s}$规模与电阻率在整个铁磁相。SrRuO $_{3}$膜具有非常低的剩余电阻率表现出场诱导的AHE在低温下的符号变化,这表明$ω_c τ$相关的交叉。
2011-11-30 cond-mat.str-el
Non-Fermi liquid behavior of SrRuO_3 -- evidence from infrared conductivity
在40 ~ 300 K温度范围内测量了50 ~ 25000 cm ~(-1)的巡游铁磁体SrRuO_3的反射率,并利用反射率得到了电导率、散射率和有效质量随频率和温度的变化关系。我们发现,在低温下,电导率作为频率的函数(与ω^{-1/2}成比例)下降得异常缓慢,在高温下,它甚至在远红外极限下作为频率的函数增加。这些数据表明SrRuO_3的电荷动力学与费米液态金属的电荷动力学有很大的不同。
1998-04-03 cond-mat.str-el
Angular dependence of domain wall resistivity in SrRuO$_{\bf 3}$ films
${\rm SrRuO_3}$是一种具有条纹畴结构的四维巡游铁磁体(T $_{c}$ $\sim $ 150 K)。使用高品质的SrRuO $_{3}$薄膜,我们研究了其非常窄的($\sim 3$纳米)布洛赫畴壁,$ρ_{DW}$(DWR),在2 K和T $_{c}$之间的温度作为一个函数的角度,$θ$,电流和铁磁畴壁之间的电阻率。我们发现$ρ_{DW}(T,θ)=\sin^2θρ_{DW}(T,90)+B(θ)ρ_{DW}(T,0)$首次提供了自旋积累对DWR贡献的角度依赖性是$\sin^2θ$的实验指示。我们希望磁性多层膜也能表现出类似的行为。
2003-01-22 cond-mat.str-el
Scaling of the anomalous Hall effect in SrRuO$_{3}$
测量了巡游铁磁体SrRuO $_{3}$薄膜的反常霍尔效应(AHE)电阻率$ρ_{xy}$。在低温下,AHE系数$R_{s}$随$ρ_{xx}^2$而变化,在较高温度下,$R_{s}$达到峰值,然后在$T_{c}$之下改变符号。我们发现,对于所有的薄膜研究$R_{s}$规模与电阻率在整个铁磁相。我们将所观察到的行为归因于非本征侧跳机制和本征Karplus-Luttinger(Berry相)机制的贡献,包括有限散射率的影响。
2011-11-29 cond-mat.str-el
Signature of a crossed Andreev reflection effect (CARE) in the magnetic response of YBCO junctions with the itinerant ferromagnet SrRuO_3
研究了具有$YBa_2Cu_3O_{7-δ}$(YBCO)电极(S)和巡游铁磁体$SrRuO_3$(SRO-F)的SFS和SF斜坡型结的磁性。我们寻找交叉Andreev反射效应(CARE),其中来自F中一个磁畴的电子作为空穴被Andreev反射到相邻的相反极化的畴中,而一对电子被传输到S中。CARE在SRO中是可能的,因为其畴壁的宽度是YBCO相干长度(2-3 nm)的数量级。我们的结表现为典型的磁性隧道结,电导谱总是不对称的,和一些显示绑定状态的峰值在有限的偏置,根据经典的Tedrow和Meservey理论与字段移动。在我们的许多SFS结的势垒厚度为10-20 nm,一个突出的零偏置电导峰(ZBCP)已被观察到。发现该峰随着磁场降低\textit{linearly},如Andreev和CARE散射所预期的。与此相反,在SF结中,观察到的ZBCP随磁场几乎降低\textit{exponentially},与F中磁态散射的Anderson-Appelbaum理论一致。因此,在我们的SFS和SF结的运输强烈依赖于F层的大小。我们还发现,在这两种情况下,ZBCP的高度在零场下降,增加磁有序的领域在F中,在协议的CARE机制。
2005-08-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Origin of the kink in the band dispersion of the ferromagnetic perovskite SrRuO3: Electron-phonon coupling
过氧化氢SrRuO 3,一个原型的导电铁磁氧化物,表现出一个扭结在其频带分散信号不寻常的电子动力学。然而,这种扭结的起源仍然难以捉摸。利用反应分子束外延和原位角分辨光电子能谱相结合的方法,系统地研究了SrRuO 3薄膜的低能电子结构随厚度减薄到近二维极限的演化规律。即使在4个晶胞厚度的膜中,扭结结构也持续存在。此外,通过定量的自能分析,我们观察到的扭结,这是在居里温度的下降趋势与减少膜厚的厚度依赖性可以忽略不计的。结合已有的输运和拉曼光谱研究,这一发现表明钙钛矿SrRuO 3晶体的扭折是由电子-声子耦合引起的,而不是由磁集体模引起的,并且面内声子可能起主导作用.考虑到SrRuO 3的这种扭折结构与许多其他相关氧化物的扭折结构类似,我们认为电子与氧相关声子的耦合在相关氧化物中可能无处不在。
2016-03-09 cond-mat.str-el
Indication for macroscopic quantum tunneling below 10 K in nanostructures of SrRuO3
研究了巡游铁磁体SrRuO 3(Tc~150 K)纳米结构的磁化反转。我们发现,到10 K的磁化反转是由热激活为主。从2 - 10 K,磁化反转变得与温度无关,提高了由宏观量子隧穿(MQT)主导的反转的可能性。一个10 K的交叉MQT是一致的,与非常大的各向异性场(~7 T)的SrRuO 3。
2012-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic properties in itinerant ferromagnet SrRu$_{1-x}$Ti$_x$O$_3$
本文研究了4-$d$基铁磁材料SrRu O $_3$及其Ti取代的SrRu $_{1-x}$ Ti $_x$ O $_3$系列($x$ $\le$ 0.7)的电输运和比热. SrRuO $_3$是一种金属,表现出巡游铁磁性,其转变温度$T_c$ $\sim$ 160 K.掺杂Ti $^{4+}$(3 $d^0$)不仅会削弱活性Ru-O-Ru通道,而且有望调节电子密度和电子相关效应。在$x$ $\sim$ 0.4附近观察到金属到绝缘体的转变。顺磁金属态($x$ $\leq$ 0.4)和绝缘态($x$ $>$ 0.4)的电荷输运性质遵循修正的Mott变程跳跃模型。在铁磁-金属状态下,电阻率表现出低于$T_c$的$T^2$依赖性,但在低温下修改为$T^{3/2}$依赖性。在Ti取代的样品中,$T^{3/2}$依赖性的温度范围扩展到更高的温度。有趣的是,这种$T^{3/2}$依赖性在磁场存在下的整个铁磁区中占主导地位。这种电子输运行为的演化可以用费米液体理论和电子-磁振子散射机制来解释。负磁电阻随磁场的变化表现出滞后和正负交叉,并与磁行为串联。$x$降低的电子比热系数支持本系列中增加的绝缘行为。我们计算出SrRuO $_3$的高Kadowaki-Woods比($x$ $\leq$ 0.3),其随取代浓度增加。这意味着随着取代浓度的增加,电子相关效应增加。
2020-08-31 cond-mat.str-el
Evolution of electronic band reconstruction in thickness-controlled perovskite SrRuO$_3$ thin films
过渡金属钙钛矿氧化物显示出各种涌现现象,这些现象可以通过定制氧八面体旋转来调节。众所周知,SrRuO $_3$是一种铁磁钙钛矿氧化物,当作为薄膜生长时具有各种原子结构和八面体旋转。然而,电子结构如何随膜厚变化的研究很少。在这里,通过使用角分辨光电子能谱和电子衍射技术,我们研究了SrRuO $_3$薄膜的电子结构作为膜厚度的函数。不同的重建电子结构和光谱权重观察到不同厚度的薄膜。我们建议八面体表面上的旋转可以定性估计通过比较不同的带的强度。我们的观察和方法揭示了如何结构变化和过渡可以理解的光电子能谱数据。
2022-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Thickness-dependent magnetic properties and strain-induced orbital magnetic moment in SrRuO3 thin films
铁磁金属SrRuO 3(SRO)的薄膜显示出取决于外延应变的变化的易磁化轴,并且随着膜厚度的减小而经历金属到绝缘体的转变。利用软X射线磁性圆二色性(XMCD)研究了在SrTiO 3(001)衬底上制备的不同厚度的SRO薄膜的磁性。结果表明,随着薄膜厚度的减小,薄膜在约300 nm处由铁磁性转变为非磁性,这与先前的磁化强度和磁光克尔效应测量结果一致.垂直于薄膜的轨道磁矩约为0.1μB/Ru原子,随着薄膜厚度的减小,轨道磁矩几乎保持不变,而自旋磁矩减小.基于压应变SRO膜的电子结构,讨论了轨道磁矩的形成机制。
2015-07-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
From Ferromagnet to Antiferromagnet: Dimensional Crossover in (111) SrRuO3 Ultrathin Films
本研究发现(111)取向SrRuO₃超薄膜随厚度降至几个晶胞时,会从金属铁磁体转变为半导体性A型反铁磁体,证实维度工程可调控关联电子态,为反铁磁自旋电子学提供新方向。
2025-10-30 cond-mat.str-el
Critical behavior in itinerant ferromagnet SrRu$_{1-x}$Ti$_x$O$_3$
SrRuO $_3$在4种$d$基氧化物中呈现出罕见的铁磁性。虽然大多数人认为SrRuO $_3$中的磁性状态是巡游型的,但最近的研究表明这种材料中的磁性是巡游和局域化模型共存的。本文采用修正的Arrott图、Kouvel-Fisher图和临界等温线分析等方法研究了掺杂SrRu $_{1-x}$ Ti $_x$ O $_3$在磁转变温度$T_c$范围内的临界行为,研究了磁态的演化.用Ti的$^{4+}$(3 $d^{0}$)取代Ru的$^{4+}$(4 $d^4$),除了改变费米能级的电子关联效应和态密度外,只会稀释磁性系统。令人惊讶的是,$T_c$不随$x$而改变。此外,我们的分析表明,与自发磁化强度相关的指数$β$增加,而与初始逆磁化率和临界磁化强度相关的指数$γ$和$δ$分别随着Ti的替代而降低。估计的指数与任何已建立的普适类理论模型都不匹配,但指数服从Widom关系和标度行为。有趣的是,在本系列中的指数的这种特殊的演变与等电子掺杂的Sr $_{1-x}$ Ca $_x$ RuO $_3$中的相似。我们认为,现场稀释钛导致形成磁簇,导致这种特定的变化的临界指数。
2018-07-04 cond-mat.str-el
Ferromagnetic properties of SrRuO3 thin films deposited on the spin-triplet superconductor Sr2RuO4
本文报道了在自旋三重态超导体Sr_2RuO_4的解理ab面上外延生长的巡游铁磁体SrRuO_3的薄膜的磁性。该薄膜表现出铁磁转变在160 K附近的散装SrRuO3,虽然该薄膜是在1.7%的压缩应变。观察到的磁化强度甚至高于散装SrRuO3。此外,我们发现磁场去除后的磁化弛豫是强各向异性的:当磁畴沿ab平面排列时,涉及两个弛豫过程。
2015-08-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Controllable thickness inhomogeneity and Berry-curvature-engineering of anomalous Hall effect in SrRuO3 ultrathin films
在电子-电子关联和自旋-轨道耦合的量子物质中,由竞争基态引起的空间不均匀性对于确定和理解拓扑性质是必不可少的。一个突出的例子是在SrRuO 3薄膜中观察到的霍尔异常,这被解释为磁skyrmion诱导的拓扑霍尔效应(THE)或非均匀异常霍尔效应(AHE)。为了澄清这一模糊性,我们系统地研究了AHE的SrRuO 3薄膜的膜厚(tSRO)的可控不均匀性。通过利用SrRuO 3薄膜的阶梯流动生长,我们诱导微观有序条纹与一个单位晶胞的差异,在tSRO。由此产生的动量空间Berry曲率的空间分布使得能够实现双通道AHE,其示出类似于THE的驼峰状异常,并且可以通过tSRO的子单位单元控制来连续地工程化。在这些不均匀的SRO薄膜中,我们在显微镜下发现了两步磁开关和条状铁磁畴。这些特征是区分双通道AHE和Skyrmion诱导的THE的指纹。
2019-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
From itinerant ferromagnetism to insulating antiferromagnetism: A magnetic and transport study of single crystal SrRu1-xMnxO3
我们报告的结果的磁性和输运研究SrRu 1-xMnxO 3,即,Mn掺杂SrRuO 3。Mn掺杂驱动系统从巡回铁磁状态(TC=165 K,x=0)通过量子临界点xc=0.39到绝缘反铁磁状态。的反铁磁性的发病是突然的Neel温度从205 K(x=0.44)增加到250 K(x=0.59)。伴随着这种量子相变的是电阻率在低温下作为x的函数的多达8个数量级的急剧变化。临界成分xc=0.39将两个不同的基态,即铁磁金属与反铁磁绝缘体,明显分开。
2004-09-07 cond-mat.str-el
Robust skyrmion-bubble textures in SrRuO$_3$ thin films stabilized by magnetic anisotropy
结合霍尔输运测量和数值模拟研究了巡游铁磁体SrRuO $_3$的自旋拓扑织构.我们观察到与Skyrmions相关的拓扑霍尔效应的特征信号。一个相对较大的厚度,我们的薄膜和重金属层的情况下,使界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用不太可能的来源,这些拓扑自旋纹理。此外,传输异常对磁场倾斜和温度表现出前所未有的鲁棒性。我们的数值模拟表明,这种非常规的行为结果从磁泡与skyrmion拓扑结构稳定的磁偶极相互作用在一个意想不到的区域参数空间。
2020-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two-channel anomalous Hall effect in SrRuO3
SrRuO $_3$薄膜的霍尔效应在接近铁磁性厚度极限时,除了正常和反常的霍尔效应外,还出现了一个额外的峰.这个额外的峰值已被归因于拓扑霍尔效应,由于在膜中的二维skyrmions周围的矫顽场,然而,在SrRuO $_3$的异常霍尔效应的符号可以改变作为饱和磁化强度的函数。在这里,我们报告的霍尔峰SrRuO $_3$中的体积磁力测量和磁力显微镜表明,峰的结果从两个异常的霍尔通道与相反的符号叠加。这些通道可能是由于SrRuO $_3$中的厚度变化而形成的,从而产生具有不同饱和磁化强度和矫顽场的两个空间分离的磁性区域。这些结果对于发展自旋电子学的强关联材料至关重要。
2020-04-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital-selective confinement effect of Ru $4d$ orbitals in SrRuO$_3$ ultrathin film
研究了厚度为50 ~ 1个晶胞(u.c.)的SrRuO $_3$薄膜的电子结构.研究通过共振非弹性X射线散射(RIXS)技术在O K-边缘解开有趣的相互作用的轨道和电荷自由度。我们发现,轨道选择性量子限制效应(QCE)诱导Ru $4d$轨道的分裂。同时,我们观察到在4 u.c下发生的金属-绝缘体转变(MIT)中的电子-空穴连续谱的明显抑制。sample.从这两个明确的观察,我们得出结论,QCE引起的Mott绝缘相的SrRuO $_3$薄膜。我们的解释的RIXS光谱支持RuO $_6$集团的组态相互作用计算。
2018-12-24 cond-mat.str-el
Electronic characteristics of ultrathin SrRuO$_3$ films and their relationship with the metal$-$insulator transition
已知SrRuO $_3$(SRO)膜在其厚度接近四个晶胞时表现出绝缘行为。我们采用电子能量$-$损失(EEL)光谱探测绝缘和导电SRO的空间分辨的电子结构,将它们与金属$-$绝缘体转变(MIT)。重要的是,中间层的绝缘膜的金属SRO表现出不同的功能。此外,EEL近边光谱邻近的SrTiO $_3$(STO)衬底或覆盖层是非常相似的STO。基于密度泛函理论的$-$位投影态密度部分反映了这些层的光谱特征。这些结果可能提供重要的信息STO的可能影响的电子状态的STO。
2017-12-14 cond-mat.str-el
Abrupt orthorhombic relaxation in compressively strained ultra-thin SrRuO3 films
晶格结构可以决定材料的电子和磁性。特别是,在表面或异质界面处的重构可以产生与相应的块体材料的性质根本不同的性质。我们研究了外延生长的SrRuO_3薄膜的表面和薄膜中的晶格结构,薄膜厚度可达22个准立方晶胞(u.c.),使用表面敏感低能电子衍射和体敏感扫描透射电子显微镜的组合。我们的分析表明,与许多钙钛矿氧化物相比,即使在立方SrTiO 3上的单晶胞SrRuO 3薄膜中,RuO 6倾斜和旋转畸变也出现,而完全弛豫到块体状正交结构需要3-4 μ c。从较厚的膜的界面。然而,TiO 6八面体的基板附近的界面与SrRuO 3膜显示没有迹象的扭曲,不像那些接近的界面与CaRuO 3膜。确定了两个正交的面内旋转结构域。这些结构的扭曲是必不可少的性质的厚度依赖的运输和磁性的薄膜。
2021-06-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Stable hump-like Hall effect and non-coplanar spin textures in SrRuO$_3$ ultrathin film
在SrRuO $_3$薄膜的霍尔效应中观察到一个驼峰状的特征,并通过控制薄膜厚度、温度和磁场对其进行了系统的研究。这种驼峰状的特征非常稳定,即使在磁场倾斜高达85 $^\circ$的情况下也能幸存下来。基于对SrRuO $_3$薄膜的原子级结构分析和理论计算,我们发现薄膜表面的原子起伏增强了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用,从而产生稳定的手征自旋织构和驼峰状霍尔效应.此外,在磁场下的Ru L-边缘的温度相关的共振X射线测量表明,在霍尔效应的驼峰区域的非预期峰的强度调制。我们验证了二维属性的薄膜产生稳定的非共面自旋织构具有磁性的铁磁氧化物材料的顺序。
2021-07-28 cond-mat.str-el
Paramagnetic anisotropic magnetoresistance in thin films of SrRuO3
SrRuO 3是一种巡游铁磁体,当生长在错位SrTiO 3上时,其薄膜形式具有~ 150 K的Tc和强的单轴各向异性。我们测量的霍尔效应和磁阻(MR)的薄膜之间的角度的函数的应用领域和正常的薄膜在温度高于Tc。我们提取了与磁化强度的垂直分量成比例的非常霍尔效应,并且因此针对所施加的场的每个角度的MR可以与感应磁化强度的幅度和取向相关。我们成功地拟合的MR数据与二阶磁化膨胀,这表明大的各向异性MR顺磁状态。可能是由于晶体的对称性,在平行于或垂直于磁化方向的电流下,电阻率都没有得到极值。
2003-11-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
What drives the insulating state in ultrathin films of SrRuO3?
使用密度泛函计算,我们已经研究了SrRuO 3薄膜生长在SrTiO 3衬底上的电子结构的演变作为膜厚度的函数。在两个单层(RuO 2-终止表面)的膜被发现是在边缘的自旋状态的转变,驱动系统的反铁磁和绝缘状态。将膜厚度增加到四个单层,人们发现两种完全不同的溶液共存的令人惊讶的结果。反铁磁绝缘溶液与对应于反铁磁表面和铁磁体的金属溶液共存。电子结构发现在100极限持续较厚的薄膜和一个不寻常的结果进行预测。较厚的薄膜被发现是金属预期的散装,但磁性不直接演变为散装铁磁状态。表面仍然是反铁磁的,而大部分表现出铁磁有序。
2009-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unconventional two-dimensional quantum oscillations in three-dimensional thick SrRuO$_3$ films
本研究针对剩余电阻率比达82的三维厚SrRuO$_3$薄膜的低温量子振荡起源不明问题,发现两种源自二维电子态、质量略有差异的振荡分量共存,提示表面费米弧态的参与。
2024-09-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A route to room temperature ferromagnetic ultrathin SrRuO$_3$ films
尽管基于密度泛函理论(DFT)和DFT+U的期望,但迄今为止稳定过渡金属氧化物薄膜铁磁性的实验努力都失败了。在这里,我们调查的最有前途的材料之一,SrRuO $_3$,并包括超越DFT的相关效应通过动力学平均场论。与实验结果一致,我们发现SrRuO $_3$薄膜中金属铁磁性存在一个本征厚度限制。事实上,我们证明,实现的铁磁薄膜是遥不可及的标准薄膜技术。提出载流子掺杂作为一种新的方法来操纵薄膜,我们预测室温铁磁性的电子掺杂SrRuO $_3$超薄膜。
2015-03-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A study of the ferromagnetic transition of $SrRuO_3$ in nanometer thick bilayers with $YBa_2Cu_3O_y$, $La_{1.88}Sr_{0.12}CuO_{4-y}$, Au and Cr: Signature of injected carriers in the pseudogap regime
利用$YBa_2Cu_3O_y$和巡游铁磁体$SrRuO_3$的双层结构,对超导体$YBa_2Cu_3O_y$赝能隙区存在非关联预成对的假设进行了实验验证。在我们的研究中,我们监测的影响,$YBa_2Cu_3O_y$对$T_p$,铁磁有序温度的$SrRuO_3$。这里,$T_p$是最大dM/dT或dR/dT的温度,其中M和R分别是$SrRuO_3$的磁化强度和电阻。我们将结果与在$La_{1.88}Sr_{0.12}CuO_{4-y}$、$Au$和$Cr$与$SrRuO_3$的双层上进行的类似测量进行比较。我们发现,在由欠掺杂的10 nm $YBa_2Cu_3O_y$ /5 nm $SrRuO_3$制成的双层中,与5 nm厚的参考$SrRuO_3$膜的$T_p\approx 140$ K相比,$T_p$值向更低的温度偏移高达6-8 K。相比之下,在另一种类型的双层,这是不是在附近的伪间隙制度$T_p$,只有一个较小的位移高达$\pm$ 2 K观察。这些差异进行了讨论的邻近效应,其中载流子从$YBa_2Cu_3O_y$层注入到$SrRuO_3$层,反之亦然。我们认为,在$YBa_2Cu_3O_y$的赝能隙制度的相关电子负责所观察到的大$T_p$位移。
2007-07-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Exact results for itinerant ferromagnetism in a $t_{2g}$ orbital system on cubic and square lattices
研究了立方晶格中$t_{2g}$多轨道Hubbard系统的巡游铁磁性,该系统由$d_{xy}$,$d_{yz}$和$d_{zx}$三个平面取向轨道带组成.每个轨道带中的电子只能在三维晶格中平行于相应轨道取向的二维平面内移动。不同轨道的电子通过包括Hund耦合在内的在位多轨道相互作用相互作用。强耦合极限被认为是没有双重占用轨道,但多个现场职业是允许的。我们证明了,在平行于轨道方向的每一层中每个轨道带都有且只有一个空穴的情况下,基态是一个完全自旋极化的巡游铁磁态,除了平凡的自旋简并度外,它是唯一的.当晶格简化为单个二维层时,$d_{zx}$和$d_{yz}$带变为准一维,而$d_{xy}$带保持二维。作为双交换机制的推广,基态铁磁性也出现在强耦合极限。讨论了SrRuO $_3$和LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面体系的可能应用。
2015-03-12 cond-mat.str-el
Violation of the Mott-Ioffe-Regel Limit: High-temperature Resistivity of Itinerant Magnets Srn+1RunO3n+1 (n=2,3,infinity) and CaRuO3
Srn+1 RunO 3 n +1表示一类层状材料,其物理性质是每个晶胞的Ru-O层数目n的强函数。该系列包括p波超导体Sr_2RuO_4(n=1)、增强顺磁Sr_3Ru_2O_7(n=2)、近铁磁Sr_4Ru_3O_10(n=3)和巡游铁磁SrRuO_3(n=无穷大)。尽管有广泛的物理现象,这一系列的材料,顺磁性CaRuO 3的股票两个主要特点,即在低温下,强大的费米液体行为和异常的输运行为的特点是在高温下的电阻率的线性温度依赖性,电子波包不再明确定义。没有交叉点将这两个根本不同的状态分开。在本文中,我们报告的结果,我们的研究,系统地解决各向异性和温度依赖性的基面和c轴电阻率作为n的函数,为整个Srn+1 RunO 3 n +1系列和CaRuO 3和一个宽的温度范围为1.7 K<T<900 K。研究发现,反常输运行为与磁化率有关,并随着维数的减小而增强。这些结果的影响进行了讨论。
2003-11-06 cond-mat.str-el
Avoided quantum criticality and cluster-glass formation in itinerant ferromagnet Sr$_{1-x}$(La$_{0.5}$K$_{0.5}$)$_x$RuO$_3$
我们证明了在巡游铁磁体Sr 1-x(La0.5K0.5)xRuO 3中,由于避免了铁磁量子临界性,团簇玻璃态出现。在这种化合物中,铁磁有序被增加x抑制,然后在临界浓度x=0.5时消失。在这个x范围内,本研究表明,没有突出的特点是归因于量子临界波动的比热。相反,交流磁化率由于自发自旋冻结而呈现宽峰,并且峰值温度显著地取决于所施加的交流磁场的频率。此外,比热在一个很宽的温度范围内增强,而比热没有显着的异常自旋冻结。这些功能是集群玻璃的形成的特点,特别是,观察到的交流磁化率的频率变化很好地描述了Vogel-Fulcher定律。我们比较的功能有关的抑制铁磁顺序在这种掺杂的化合物与那些在同构的Ca和La掺杂SrRuO 3,并建议,一个本地相关的无序效应和巡回Ru 4d电子的非常小的相干性是负责集群玻璃的形成,而不是在Sr 1-x(La 0.5K 0.5)xRuO 3的量子相变。
2020-06-23 cond-mat.str-el
Ferromagnetic cluster-glass state in itinerant electron system Sr1-xLaxRuO3
通过直流磁化强度、交流磁化率、比热容和电阻率测量研究了Sr 1-xLaxRuO 3的磁性和电子性质。直流磁化强度和交流磁化率的测量结果表明,铁磁顺序的转变温度和有序的时刻被强烈抑制作为La取代Sr。交流磁化率表现出一个峰值在T* 由于自发自旋极化的发生。此外,我们观察到T* 在x>= 0.3时显示出明显的频率变化。的T* 的频移的幅度是可比的集群玻璃系统,和频率的依赖性是很好地描述的Vogel-Fulcher定律。另一方面,发现线性比热系数γ随着铁磁有序的抑制而增强。相对大的伽马值反映了Ru 4d态在费米能级处的存在,因此,该系统的磁性被认为与Ru 4d电子的巡回特性紧密耦合。目前的实验结果和分析表明,本征共存的空间不均匀的磁状态和巡回性质的Ru 4d电子实现在这个系统中,这样的功能可能是共同参与La和Ca掺杂的SrRuO 3。
2014-04-18 cond-mat.str-el
Critical current measurements in superconductor - ferromagnet - superconductor junctions of $YBa_2Cu_3O_y$-$SrRuO_3$-$YBa_2Cu_3O_y$: No evidence for a dominant proximity induced triplet superconductivity in the ferromagnetic barrier
本文报道了$T_c$值为80-90 K或60-70 K的$YBa_2Cu_3O_y-SrRuO_3-YBa_2Cu_3O_y$斜坡型结的输运测量结果。在这两种类型的结,但没有障碍(“短路”),在4.2 K的超电流密度分别达到7.5和3.5 MA/cm $^2$,表明高品质的制造工艺。在4.2 K下的临界电流与铁磁势垒的厚度的曲线图显示出指数衰减,90 K相的衰减长度为1.1 nm,60 K相的衰减长度为1.4 nm,这比$SrRuO_3$的相关相干长度$ξ_F\sim 5-6$ nm或$ξ_N\sim$ 16 nm短得多。因此,我们得出结论,在我们的结中的铁磁体中没有占主导地位的邻近感应三重态超导。
2011-07-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electric-field control of anomalous and topological Hall effects in oxide bilayer thin films
自旋电子学的关键技术之一是驯服自旋轨道耦合(SOC),它将电子的自旋和运动联系起来,从而在巡游磁体中产生有趣的磁输运性质。这种基于SOC的现象的突出示例是异常和拓扑霍尔效应。然而,由于电场在巡回磁体中趋于屏蔽,因此通过电场控制它们仍然没有实现。在这里,我们证明了异常和拓扑霍尔效应可以调制由铁磁SrRuO $_{3}$和SrIrO $_{3}$组成的氧化物异质结构的电场。只有当SrIrO $_{3}$插入SrRuO $_{3}$和栅介质之间时,我们才观察到明显的电场效应。我们的研究结果表明,强SOC的SrIrO $_{3}$等超导材料是必不可少的这些霍尔效应和其他可能的SOC相关现象的电调谐。
2018-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Termination-dependent Electronic and Magnetic Properties of Ultrathin SrRuO$_{3}$ (111) Film on SrTiO$_{3}$
采用{ \it ab initio}电子结构计算方法研究了在(111)SrTiO $_{3}$衬底上生长的SrRuO $_{3}$(SRO)薄膜的电磁性质. Ru封端的SRO(111)薄膜具有较强的表面原子弛豫,而SrO $_{3}$封端的SRO(111)薄膜保持了理想钙钛矿的表面结构。Ru和SrO $_{3}$封端的SRO(111)薄膜在表面都表现出了出乎意料的层间反铁磁(AFM)结构,但具有不同的性质和机制。前者的原子力显微镜结构的结果从大的表面原子弛豫,而后者的结果从截断膜效应。有趣的是,对于SrO $_{3}$ -终止的情况下,半金属性质出现,尽管层间AFM结构。当厚度减小时,Ru端接的情况下,磁各向异性从面外易磁化轴向面内易磁化轴方向的崩塌行为发生,而SrO $_{3}$端接的情况下,磁各向异性从面外易磁化轴向面内易磁化轴方向的崩塌行为发生。
2014-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic ground state of SrRuO$_3$ thin film and applicability of standard first-principles approximations to metallic magnetism
系统的第一性原理研究已被执行,以了解薄膜SrRuO $_3$的磁性,大量的研究工作已经投入,但没有明确的共识,已达成关于其基态属性。相对t $_{2g}$能级差、晶格畸变以及层厚度在确定自旋顺序中一起起作用。特别是,重要的是要了解两个标准近似值之间的差异,即LDA和GGA,在描述这种金属磁性。朗道自由能分析和磁化能量比图清楚地显示了有利于磁矩形成的不同趋势,并且当应用于实验信息严重受限的薄膜极限时,其被放大。其结果是,LDA给出了一个定性不同的预测从GGA在实验相关区域的应变,而这两种近似给出合理的结果,为体相。我们讨论了这种差异的起源和相关的氧化物和金属磁性系统的标准方法的适用性。
2017-06-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Itinerant Ferromagnetism in the electronic localization limit
我们提出了霍尔效应,$R_{xy}(H)$,和磁阻,$R_{xx}(H)$,测量的镍,钴和铁之间的厚度变化在0.2-8纳米和1 M $Ω$ - 100 $Ω.$电阻。这两个测量表明,薄膜电阻高于临界值,$R_{C}$,(厚度低于临界值,$d_{C}$)没有表现出铁磁性的迹象。铁磁性仅出现在具有$R<R_{C}$的膜中,其中$R_{C}$是材料依赖性的。我们提出的可能性,自发磁化的情况下的原因是抑制巡回铁磁性的电子无序在强局域制度。
2009-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dimensionality Engineering of Magnetic Anisotropy from Anomalous Hall Effect in Synthetic SrRuO3 Crystals
本文通过设计 SrRuO3/SrTiO3 氧化物超晶格,研究了维度对相关氧化物磁各向异性的影响,发现三原胞厚 SrRuO3 的反常霍尔效应矫顽场提升 1500%,揭示了晶格与轨道杂化各向异性的调制机制,为合成磁性晶体的自旋序工程提供了新途径。
2024-07-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anisotropy-driven interfacial magnetism in Ru-deficient SrRuO$_3$ thin films
Forschungszentrum Jülich GmbH(于利希研究中心);RWTH Aachen(亚琛工业大学);Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);Paul Scherrer Institut(保罗谢尔研究所)
研究揭示Ru缺陷通过抑制电子传输和磁化,使SrRuO3薄 films表现出类似铁磁绝缘体的行为,同时增强垂直磁各向异性。
2026-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Determination of the infrared complex magneto-conductivity tensor in itinerant ferromagnets from Faraday and Kerr measurements
我们目前的测量和分析技术,允许完整的复杂的磁导率张量,以确定从中红外(11-1.6微米; 100-800毫电子伏)测量的复杂法拉第(θ_F)和克尔(θ_K)角。由于这种方法涉及测量透射光和反射光的几何形状(偏振的取向轴和椭圆率),因此不需要绝对透射率或反射率测量。厚膜透射和反射方程用于将复数theta_F和theta_K转换为复数纵向电导率sigma_xx和复数横向(Hall)电导率sigma_xy。测量了Ga_(1-x)Mn_xAs和SrRuO_3薄膜的θ_F和θ_K。将所得的σ_xx与从常规透射率和反射率测量获得的值以及从类似膜上的反射率测量的Kramers-Kronig分析获得的结果进行比较。
2007-04-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interfacial control of magnetism and electron transport in nonisostructural SrRuO$_3$/SrCuO$_2$ heterostructure
Institute of Physics(印度物理研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立大学);Department of Physics, Indian Institute of Technology Kanpur(坎普尔印度理工学院物理系);Department of Physics, Indian Institute of Science(班加罗尔印度科学研究所物理系);School of Physical Sciences, National Institute of Science Education and Research (NISER)(布巴内斯瓦尔国家科学教育研究中心物理科学学院)
研究非等结构SrRuO$_3$/SrCuO$_2$异质结的磁性和电子输运,发现界面增强饱和磁化强度、垂直磁各向异性和反常霍尔效应的本征贡献,并抑制无序驱动的量子修正。
2026-06-16 cond-mat.str-el
Electronic band structure of (111) $SrRuO_{3}$ thin film$-$an angle-resolved photoemission spectroscopy study
利用\textit{in situ}角分辨光电子能谱(ARPES)技术研究了脉冲激光沉积(PLD)生长的SrRuO $_3$(SRO)薄膜的电子能带结构。我们观察到以前未报道的,轻带的重整化准粒子有效质量约为0.8 $m_{e}$。这种质量重整化的电子-声子耦合在能带色散中产生一个特征性的“扭结”。使用爱因斯坦模型的自能分析表明,覆盖44至90 meV的能量范围内的五个光学声子模式有助于耦合。此外,我们还发现费米能级的准粒子谱强度被大大抑制,价带谱中出现两个显著的峰,分别位于结合能为0.8 eV和1.4 eV处。我们讨论这些意见的可能影响。总之,我们的工作表明,高品质的氧化物薄膜与大的自旋轨道耦合可以沿极性(111)取向的PLD技术,使\textit{in situ}电子能带结构的研究。这可以允许表征(111)异质结构$-$的能带结构的厚度依赖性演化,这是探索双层极限中可能的拓扑量子态的先决条件。
2021-01-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhanced metallic properties of SrRuO3 thin films via kinetically controlled pulsed laser epitaxy
金属电极是所有电子设备的通用元件。导电SrRuO 3(SRO)外延薄膜由于与钙钛矿衬底良好的晶格失配而被广泛用作复合氧化物异质结构中的电极。然而,当与SRO单晶相比时,SRO薄膜已经显示出降低的电导率和居里温度(T_C),这可能导致器件中更高的焦耳热和能量损耗。在这里,我们报告说,高品质的SRO薄膜,可以合成通过控制羽动力学和生长速率的脉冲激光外延(PLE)与实时光学光谱监测。在动力学控制条件下生长的SRO薄膜,最低可达约100nm。16 nm的厚度,表现出增强的电导率和T_C相比,体值,由于其改善的化学计量和应变介导的增加的带宽的Ru 4d电子。这一结果提供了一个方向,以提高物理性能的PL生长的薄膜和铺平了道路,为改善器件的应用。
2016-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Ferromagnetism and Temperature-Driven Reorientation Transition in Thin Itinerant-Electron Films
温度驱动的重取向转变,到目前为止,已经研究了使用海森堡型模型,在巡回电子模型。我们考虑了面心立方(100)薄膜的哈伯德模型,同时考虑了偶极相互作用和与层相关的各向异性场。该模型的各向同性的一部分被视为通过使用的频谱密度的方法的膜的几何形状的泛化。研究了薄膜的磁性与温度和薄膜厚度的关系,并借助自旋和层相关的准粒子态密度进行了详细分析。通过计算二阶各向异性常数的温度依赖性,我们发现,这两种类型的重取向转变,从面外到面内("Fe型“)和从面内到面外(" Ni型”)磁化在我们的模型中是可能的。在后一种情况下,包含正体积各向异性是至关重要的。介导的表面磁化强度相对于内层作为温度的函数的强烈减少,并被发现显着地依赖于总带占用的重取向过渡。
1998-04-28 cond-mat.str-el
Effect of epitaxial strain on ferroelectric polarization in multiferroic BiFeO3 films
采用脉冲激光沉积法在SrTiO 3(001)衬底上以SrRuO 3为底电极生长了厚度为40 ~ 960 nm的BiFeO 3多铁性外延薄膜。X射线衍射分析表明,随着薄膜厚度的增加,薄膜的结构由c/a ~ 1.04的角畸变四面体转变为c/a ~ 1.01的块状畸变菱面体。尽管有这种显著的结构演变,但如从沿法线方向的测量计算的,沿着扭曲的伪立方晶胞的体对角线的铁电极化几乎没有变化。
2007-12-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Non-Fermi liquid behavior near the ferromagnetic quantum critical point in the series Ca(x)Sr(1-x)RuO(3)
在Ca(x)Sr(1-x)RuO(3)固溶体上生长了一系列外延薄膜,以确定该体系中铁磁到顺磁的量子相变,并研究其附近的输运和磁性的演化。SrRuO(3)的铁磁Tc随Ca掺杂量的增加而线性下降,最高可达70%。进一步掺杂导致铁磁有序的突然消除,并且对于x <= 0.75 <= 1.0的样品,低温(<10 K)非费米液体(NFL)电阻率的形式为rho ~ rho(0 + AT^(1.5)。1.5的电阻率指数与先前观察到的MnSi相匹配,表明巡游铁磁体的NFL行为可能具有普遍性。在量子相变附近的组合物上对大块样品的场相关比热测量为NFL行为(C/T ~ log T)提供了额外的证据,并显示了自旋波动有助于比热的条件。
2004-07-13 cond-mat.str-el
Antiferromagnetic coupling and enhanced magnetization in all-ferromagnetic superlattices
研究了在(001)取向SrTiO $_3$上生长的La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$(LSMO)和SrRuO $_3$(SRO)超晶格的结构和磁性。具有20个单位晶胞(u.c.)并且变化的SRO层厚度显示在冷却通过温度时磁化强度突然下降,其中LSMO和SRO层都是铁磁性的。这种行为表明层之间的反铁磁耦合。此外,具有较薄的SRO层(n \TEXTsymbol{<} 6)的样品在10 K下表现出增强的饱和磁化强度。这些观察结果归因于界面区域中Ru和Mn离子的立体化学中可能的修改。
2006-04-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Sign-tunable anomalous Hall effect induced by two-dimensional symmetry-protected nodal structures in ferromagnetic perovskite oxide thin films
磁性和自旋-轨道耦合(SOC)是巡游铁磁体中新的拓扑输运现象的两个重要组成部分。当自旋极化能带支持可以被SOC提升的带简并的节点/线时,节点结构成为Berry曲率的来源;这导致大的异常霍尔效应(AHE)。与自然具有节点/线的三维系统相反,二维(2D)系统只有在存在适当的晶体对称性时才能具有稳定的节点结构。在这里,我们表明,2D自旋极化能带结构的钙钛矿氧化物通常支持的保护节点线和点,管理的符号和幅度的AHE。为了证明这一点,我们进行了角分辨光电子能谱研究SrRuO $_3$,一个代表性的金属铁磁体与SOC的SrRuO薄膜。我们表明,在膜的厚度,磁化强度和化学势的变化时,符号变化的AHE可以很好地解释理论模型。我们的研究是第一个直接表征的拓扑能带结构的二维自旋极化带和相应的AHE,这可能有助于新的开关器件的铁磁薄膜的基础上。
2021-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ferromagnetism and the temperature-dependent electronic structure in thin Hubbard films
在强关联单带哈伯德模型下研究了铁磁巡游电子薄膜的磁性行为。对于它的近似解,我们适用于一般化的修改合金类比(MAA)处理由于减少平移对称性的修改。该理论基于强库仑相互作用极限下的精确结果,这对于可靠地描述铁磁性是重要的。在MAA中,合金类比的实际类型是自洽确定的。MAA允许,特别是准粒子的寿命效应的调查,以及在顺磁性铁磁相。对于面心立方(100)和面心立方(111)薄膜,讨论了层磁化强度随温度和薄膜厚度的变化。在表面层的磁化被发现是减少相比,内层。这种减少在fcc(100)薄膜中比在fcc(111)薄膜中更强。磁行为可以通过层相关谱密度和准粒子态密度从微观上理解。准粒子的寿命,对应于准粒子的谱密度峰的宽度被发现是强烈的自旋和温度依赖性。
1998-12-09 cond-mat.str-el