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反鐵磁LaMnO3薄膜中應力調控的交換偏置現象
2019-01-29 09:00   審核人:

          交換偏置現象被發現出現在位于具有壓應力的襯底上生長的(La,Sr)MnO3單晶薄膜中,但是還未在具有拉應力的單錳礦薄膜中出現過. 人們曾經在LaMnO3晶體中發現基態的反鐵磁現象,而其中的本征鐵磁現象仍然存在較大的爭議。

        磁力引擎天堂許小紅教授課題組(第一作者為周國偉博士)用脈沖激光沉積系統外延生長了 LaMnO3(LMO) 薄膜,研究了拉應力和壓應力對薄膜磁學性質的影響,發現在拉應力和壓應力的襯底上,外延生長這種A型反鐵磁LMO薄膜,均可出現交換偏置現象。


圖1 具有反鐵磁性(a)與鐵磁性(b)的MnO6的LMO結構;生長在LSAO襯底上的LMO薄膜的磁滯回線(c)

       這是因為外應力導致襯底與薄膜界面處的MnO6氧八面體發生轉動,從而使臨近襯底的LMO薄膜下層出現了凈磁矩表現鐵磁性;而那些遠離襯底的LMO薄膜上層則由于外應力的釋放,仍保持原有的反鐵磁性。因此,LMO 薄膜中自發的交換偏置現象,源于鐵磁性與反鐵磁性之間的交換耦合作用。這種在單一LMO薄膜實現交換偏置的現象,為自旋閥器件的優化設計提供了一種新方法。

         該研究成果最近發表于Science China Materials, 2018, doi:10.1007/s40843-018-9387-0。

    


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