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合肥研究院在強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子材料研究中取得新進(jìn)展

發(fā)布:cyqdesign 2017-08-01 11:40 閱讀:1493
近日,中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心研究員田明亮課題組在強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子材料Sr4Ru3O10的平面磁結(jié)構(gòu)研究方面取得新進(jìn)展,相關(guān)研究發(fā)表在《應(yīng)用物理快報(bào)》(Applied Physics Letters)上。 tK*%8I\s  
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  鈣鈦礦釕氧化物Srn+1RunO3n+1 (n=1, 2, ∞)蘊(yùn)含著豐富的物理現(xiàn)象,包括p波超導(dǎo)電性(Sr2RuO4)和磁場(chǎng)誘導(dǎo)的量子臨界現(xiàn)象(Sr3Ru2O7)等,一直引起著凝聚態(tài)物理學(xué)家的研究興趣。Sr4Ru3O10是Srn+1RunO3n+1體系中具有代表性的材料,是一種強(qiáng)各向異性鐵磁性材料,其鐵磁轉(zhuǎn)變溫度TC=105 K,磁矩主要沿c方向。以前的工作主要集中在對(duì)體材料的各向異性磁行為以及變磁轉(zhuǎn)變特性的研究上,對(duì)于納米尺度下Sr4Ru3O10的磁性質(zhì)知之甚少。最近,課題組博士生劉艷在副研究員楊繼勇的具體指導(dǎo)下,通過機(jī)械解離的辦法首次將Sr4Ru3O10單晶的厚度推進(jìn)到納米尺度,并通過輸運(yùn)測(cè)量研究了Sr4Ru3O10納米薄片的磁阻特性(New J. Phys. 18, 053019(2016), Phys. Rev. B 95, 161103(R)(2017))。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),Sr4Ru3O10納米薄片在ab-面內(nèi)存在鐵磁序,而這與體材料中ab-面表現(xiàn)為順磁或反鐵磁的結(jié)果完全不同。 )-)ss"\+Ju  
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  在此基礎(chǔ)上,課題組通過系統(tǒng)的轉(zhuǎn)角平面霍爾效應(yīng)測(cè)量,進(jìn)一步研究了Sr4Ru3O10納米薄片中的面內(nèi)磁各向異性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),Sr4Ru3O10納米薄片中的平面霍爾信號(hào)與磁場(chǎng)的方向有關(guān),只有當(dāng)磁場(chǎng)沿著I(或III)象限時(shí),平面霍爾信號(hào)才會(huì)出現(xiàn)類似于“自旋閥”行為的不連續(xù)跳變,而當(dāng)磁場(chǎng)沿著II(或IV)象限時(shí),則無該跳變信號(hào)。出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是,當(dāng)磁場(chǎng)沿著I(或III)象限時(shí),納米薄片中的面內(nèi)磁矩發(fā)生的是90°的翻轉(zhuǎn),而當(dāng)磁場(chǎng)沿著II(或IV)象限時(shí),則發(fā)生的是180°的翻轉(zhuǎn)。這些結(jié)果清晰地表明,在Sr4Ru3O10納米薄片中,其ab-面內(nèi)不僅具有鐵磁序,并且該鐵磁序的易磁化方向還沿著[-110]方向。這為理解Sr4Ru3O10中的奇異磁特性提供了新的思路。 HgYc@P*b  
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  本工作所用單晶由科羅拉多大學(xué)教授曹鋼提供。項(xiàng)目實(shí)施過程中得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、國(guó)際創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)以及合肥大科學(xué)中心等的支持。  xQX<w\s  
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  文章鏈接:http://dx.doi.org/10.1063/1.4993936 T=^jCH &  
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