Polaronic Contributions to Friction in a Manganite Thin Film
本文通过锰氧化物薄膜的摩擦力显微镜研究，提出滑动接触中的粘滑脉冲经电子-声子耦合形成Jahn-Teller极化子并被声子浴阻尼，从而解释高温相摩擦增加，为调和摩擦机制争议及控制摩擦提供新思路。
2020-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Origin of multistate resistive switching in Ti/manganite/Si$O_x$/Si heterostructures
我们报道了Ti/ $La_{1/3}$ $Ca_{2/3}$ Mn $O_3$ /Si $O_x$ /n-Si忆阻器件的生长和表征。我们证明，使用电流作为电刺激揭示了一个中间电阻状态，除了通常的高和低电阻状态，在标准的电压控制实验中观察到的。基于彻底的电气特性（阻抗谱，电流-电压曲线分析），我们公开了三个不同的微观区域的设备的传输特性的贡献：欧姆不完整的金属丝，薄的锰氧化物层下面的细丝尖端表现出普尔-弗伦克尔像导电，和SiOx层的电响应以及其特征在于由一个儿童朗缪尔定律。我们的研究结果表明，SiOx层的存在起着关键的作用，在稳定的中间电阻水平，表明两个或更多个活性RS氧化物的组合增加了功能，相对于单氧化物设备。我们知道，这些多层次的设备是有趣的和有前途的，因为它们的制造过程是相当简单的，他们是完全兼容的标准硅基电子。
2017-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Asymmetric pulsing for reliable operation of titanium/manganite memristors
我们提出了一个脉冲协议，显着增加的耐久性的钛锰氧化物界面用作二进制存储单元。该协议的核心是一种算法，该算法搜索设置和复位脉冲的正确值，消除电阻值的漂移。一组实验显示了超过$10^{5}$开关周期的无漂移操作，以及通过改变协议指示的脉冲幅度的有害影响。我们再现的结果与数值模型，它提供的信息在开关周期的氧空位的动态。
2011-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Manganite-based three level memristive devices with self-healing capability
我们报告的非易失性存储器件的基础上多功能锰氧化物。采用不同的测量方案研究了Ti/ $La_{1/3}$ $Ca_{2/3}$ Mn $O_3$ /n-Si器件的电场感生电阻开关。我们表明，使用电流作为电刺激（而不是标准的电压控制协议）提高了我们的设备的电气性能，并揭示了一个中间电阻状态。我们观察到三个离散的电阻水平（低，中，高），这可以通过应用程序的电流-电压斜坡或通过单脉冲设置。这些状态表现出分别超过$10^4$ s和70次循环的保持和耐久能力。我们合理化我们的实验观察，提出了一个混合的情况下，金属丝和Si $O_x$层共存，占所观察到的电阻开关。整体电极面积依赖性和温度依赖性电阻测量支持我们的方案。在器件发生故障后，系统可以通过加热到低温（120 ℃）再次恢复功能，这一特性可以用于设计具有自愈功能的忆阻器件。这些结果提供了深入了解存在多个电阻开关机制在锰氧化物为基础的忆阻系统，并提供控制它们的策略。
2016-06-17 cond-mat.mtrl-sci
High On/Off Ratio Memristive Switching of Manganite-Cuprate Bilayer by Interfacial Magnetoelectricity
忆阻开关是新一代电子器件的基础。忆阻器是双端器件，其中通过重新分布点缺陷来接通和关断电流，例如，这是很难控制的。已经探索了基于替代机制的忆阻器，但是实现电子器件中所期望的高开/关比和低开关能量仍然是一个挑战。在这里，我们报告的忆阻开关的La 0.7Ca 0.3MnO 3/PrBa 2Cu 3 O 7双层膜的开/关比大于10^3，并证明这种现象源于一种新型的界面磁电。使用从第一性原理计算的结果，我们表明，一个外部电场诱导的微妙位移的界面Mn离子，开关/关闭的界面磁性“死”层，导致在忆阻行为的自旋极化电子输运整个双层。切换的界面性质需要低能量成本约十分之一的阿托焦耳写入/擦除一个“位”。我们的研究结果表明锰氧化物/铜酸盐系统和其他过渡金属氧化物结在忆阻应用的新机会。
2015-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Singularities of Magnetic and Elastic Characteristics of La2/3Ba1/3MnO3: Analysis of Martensitic Kinetics
在La_（2/3）Ba_（1/3）MnO_3锰氧化物中，在5-340 K晶相分离温度范围内，观察到磁化率和内耗的协调温度行为。发现了单晶样品磁化率的阶跃温度行为和多晶锰氧化物中相应的内耗的奇异行为，这些磁化率和内耗随温度变化的小尺度特征被认为是200 K温区马氏体结构相变R3 c-Imma动力学的反映。
2006-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Layer-by-layer resistive switching: multi-state functionality due to electric-field-induced healing of "dead" layers
氧化物电子学中的功能元件对在电场中表现出可逆阻变的材料有很高的要求。特别是，多级开关效应允许高级应用，如神经形态电路。在这里，我们报告的结构驱动的开关机制，涉及所谓的“死层”的钙钛矿锰氧化物表面。形成隧道势垒，其厚度可以通过电场以单层步骤改变，开关效应表现出良好定义和鲁棒的电阻状态。
2018-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Contact-free reversible switching of improper ferroelectric domains by electron and ion irradiation
该研究利用 FIB 与 SEM 通过电子和离子辐照产生表面充电，在无电触点条件下实现 ErMnO$_3$ 非本征铁电畴的可逆三维翻转，并揭示畴壁运动及新畴成核生长机制。
2020-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric control of magnetization in La_{1-x}Sr_xMnO3 manganites: A first-principle study
利用第一性原理研究了钙钛矿型铁电体（PbTiO 3）与磁性锰氧化物La_{1-x} Sr_xMnO 3之间的界面。我们表明，通过切换铁电极化，额外的载流子积累或耗尽在锰氧化物的界面区域，这种载流子密度的变化可以修改界面Mn的磁自旋配置，这与实验观察到的极大的磁化强度变化是一致的。我们还描述了一个意想不到的纯界面现象，即铁电极化的界面区域的变化的磁能量-自由度不存在于散装锰氧化物。理论上，我们证明了在广泛使用的DFT+U类交换关联泛函中，Hubbard $U$参数的精确选择对基态磁结构的敏感性.我们提供了一个简单的伊辛模型，解释了与U的磁结构的演变与各种不同的方式，其中一个可能会尝试选择一个适当的U参数的讨论。
2012-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Full Control of Magnetism in Manganite Bilayer by Ferroelectric Polarization
由锰氧化物双层和铁电钙钛矿组成的氧化物异质结构被预测在切换铁电极化时会导致磁性的完全控制。通过在超晶格中使用非对称极性界面，在$n$型界面侧比在$p$型侧更多的电子占据Mn层。铁电极化可以增强或抑制这种电荷极化。量子模型和密度泛函理论计算得到了相同的结论：通过改变极化方向，可以实现总磁化强度变化最大的铁磁-亚铁磁相变$>90%$。此功能非常强大，通过电气方法不仅可以完全控制磁化强度的大小，还可以控制磁化方向。
2013-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Current oscillation and low-field colossal magnetoresistance effect in phase-separated manganites
在（La_{1-y} Pr_y）_{0.7} Ca_{0.3} MnO_3（y=0.7）和Nd_{0.5} Ca_{0.5} Mn_{1-z} Cr_zO_3（z=0.03）晶体的分相态中观察到了电流诱导的金属态到绝缘态的转变。在这种电流感应绝缘状态下施加磁场，会产生明显的低场负磁阻效应[r（H）/r（0）=10^{-3} at H= 1 kOe]。恒定电压的施加也导致高于阈值电压的欧姆关系的击穿。在高于该阈值的电压下，观察到电流的振荡。这种振荡很好地再现了一个简单的模型的局部开关的一个互补的传导路径。
2005-04-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Prediction of electrically-induced magnetic reconstruction at the manganite/ferroelectric interface
通过施加电场来控制磁化，称为磁电耦合，是当今最吸引人和最活跃的研究领域之一。除了基本的科学兴趣，磁电效应可能会导致新的设备概念的数据存储和处理。存在几种已知的磁电耦合机制，包括单相材料中的本征效应、两相复合材料中的应变诱导耦合以及界面处的电子驱动效应。在这里，我们探讨了一种不同类型的磁电效应在铁磁-铁电界面：磁重建引起的切换电极化的强度。我们使用La 1-xAxMnO 3/BaTiO 3（001）界面的第一性原理计算证明了这种效应，其中A是二价阳离子。通过选择的掺杂水平x附近的磁相之间的过渡，我们表明，钛酸钡的铁电极化的逆转导致的变化，在界面处的磁性顺序从铁磁到反铁磁。这种预测的电诱导的磁重建在接口代表了大量的界面磁电效应。
2009-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Multivalued memory effects in electronic phase-change manganites controlled by Joule heating
研究了在铁磁金属态和电荷有序绝缘态之间的滞后区中，Nd_{0.65} Ca_{0.35} MnO_3和（Nd_{1-y} Sm_{y}）_{0.5} Sr_{0.5} MnO_3（y=0.75）单晶中磁场、电流和电压脉冲引起的非易失性多值记忆效应。在这项研究中观察到的电流/电压效应解释的自加热效应，这使我们能够控制巨大的电阻效应。这种热循环引起的电子固态和液态之间的转换可以被视为相变硫属化合物中原子晶体/非晶转变的电子版本。
2006-07-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence of electronic phase arrest and glassy ferromagnetic behaviour in (Nd0.4Gd0.3)Sr0.3MnO3 manganite : Comparative study between bulk and nanometric samples
详细研究了稀土Gd 3+离子取代Nd 0.7Sr0.3MnO3中Nd 3+离子的掺杂效果。化学合成的（Nd0.7-xGdx）Sr0.3MnO3的电阻率，磁阻，磁化强度，线性和非线性交流磁化率的测量显示出各种有趣的功能与掺杂水平x=0.3。比较研究已经进行了散装和纳米样品（晶粒尺寸~ 60 nm）从相同的制备粉末，以保持相同的化学计量合成之间。样品的电阻率表现出强烈的依赖于磁场-温度的历史。样品的磁电阻也表现出较强的不可逆性，相对于最高的正和负的值之间的扫描的字段。此外，电阻率被发现随时间增加后，现场冷却，然后关闭该领域。这些现象都归因于样品中的相分离效应和相的捕获。此外，大块样品显示出自旋玻璃般的行为，从线性交流磁化率的频率依赖性和非线性交流磁化率的临界发散明显。对交流极化率的频率依赖性进行动力学标度分析后，实验得到的特征时间t为t=10-17 s，这意味着该系统不同于典型的自旋玻璃。一个不寻常的频率依赖性的交流磁化率的二次谐波周围的磁转变温度使我们指定的样品的磁状态是玻璃铁磁。在减小晶粒尺寸时，低场磁电阻和相滞现象增强，但观察到纳米样品的玻璃态不稳定。
2011-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Measuring magnetic profiles at manganite surfaces with monolayer resolution
基于锰氧化物的磁性隧道结（MTJ）的性能受到结界面处存在的磁化强度降低的影响，这最终导致注入电流的自旋极化;这种行为归因于磁性“死层”，其通常将几个单元电池延伸到锰氧化物中。共振条件下的X射线磁散射（XRMS）是一种最具创新性和有效的技术，以提取表面或界面磁化分布与亚纳米分辨率，最近才被应用于氧化物异质结构。在这里，我们提出了我们的方法来表征这种异质结构的表面和界面的磁化，使用XRMS技术，在BEAR光束线（Elettra同步加速器，的里雅斯特）进行。在镜面反射几何形状中进行测量，切换光的左/右椭圆偏振以及散射平面中的磁化方向。为了更好地分析干涉现象，针对至少四个不同的掠射角跨Mn L2，3边缘收集光谱。所得的反射率光谱已被仔细地拟合，以获得磁化曲线，尽可能减少自由参数的数量。在感兴趣的频率范围内的样品（折射率的实部和虚部）的光学常数，通过在两个磁化状态和随后的Kramers-Kronig变换的吸收测量，允许在不同温度下的磁化曲线的定量拟合。我们将这种方法应用于研究在SrTiO 3（001）衬底上生长的La 2/3Sr 1/3 MnO 3（001）外延薄膜的暴露于空气的表面。
2009-05-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant sharp magnetoelectric switching in multiferroic epitaxial La_{0.67}Sr_{0.33}MnO_3 on BaTiO_3
磁电耦合允许磁序参量被电寻址或反之亦然，并且可以在数据存储、场传感器和致动器中找到用途。单相材料如二氧化铬、硼酸盐和锰氧化物的耦合常数通常低至10^{-12} - 10^{-9} s/m，例如因为极化和磁化小。具有应变介导耦合的两相多铁性材料，如层压材料、复合材料和外延纳米结构，更有前途，因为每个相可以独立地优化。所得到的磁电开关可以更大，例如10^{-8} s/m，但它不是尖锐的，因为干净的耦合被微结构的复杂性和伴随的应变场排除。在这里，我们报告了一个巨大的尖锐的磁电效应在一个单一的外延界面之间的40 nm的铁磁应力敏感La_{0.67} Sr_{0.33} MnO_3薄膜，和0.5 mm的BaTiO_3衬底，是铁电，压电和铁弹。通过在整个结构上施加一个小电场（4-10 kV/cm），我们获得了在200 K附近BaTiO_3结构相变附近高达65%的薄膜磁化强度的持续变化。这代表了一个巨大的磁电耦合（2.3*10-7 s/m），由于铁弹非180度域的存在，我们确认使用X射线衍射的应变场。这种耦合在包括室温在内的广泛温度范围内持续存在，因此可以激发一系列传感器和存储器应用。
2006-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Memristor Behaviour in Nano-Sized Vertical Lsmo/Lsmo Tunnel Junctions
我们报道了一种具有非线性电流-电压特性和双极性滞后电阻开关的纳米柱状锰氧化物（LSMO）薄膜的记忆电阻（忆阻器）行为。从高（HRS）电阻到低（LRS）电阻的切换发生在偏置场~1MV/cm处。外加电场主要在绝缘界面LSMO层处下降，并在LSMO（111）/LSMO（111）垂直界面处耦合到相关极化子。所观察到的忆阻行为具有电子（极化）起源，并且是由电场控制的Jahn-Teller（JT）效应引起的，随后是轨道重建和形成亚稳态轨道无序界面相（LRS）。与早期报道的Ti-O膜中的离子忆阻器相比，电子（极化）纳米尺寸的LSMO忆阻器由于JT系统的弹性能量中的第二最小值而在更高的场处显示出附加的（重入）LRS-HRS切换。
2010-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Terahertz-nanoscale visualization of the microscopic spin-charge architecture of colossal magnetoresistive switching
Iowa State University（爱荷华州立大学）；Ames National Laboratory of U.S. Department of Energy（美国能源 Ames 国家实验室）
本研究利用自建低温磁-太赫兹散射型扫描近场光学显微镜平台，首次实现了对CMR开关过程中微观自旋-电荷架构的太赫兹纳米级可视化，揭示了多尺度转变的动态过程。
2026-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
