反鐵磁LaMnO3薄膜中應力調(diào)控的交換偏置現(xiàn)象
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交換偏置現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)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(xiàn)過. 人們曾經(jīng)在LaMnO3晶體中發(fā)現(xiàn)基態(tài)的反鐵磁現(xiàn)象，而其中的本征鐵磁現(xiàn)象仍然存在較大的爭議。
山西師范大學許小紅教授課題組用脈沖激光沉積系統(tǒng)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(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)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(xiàn)交換偏置現(xiàn)象。
圖1 具有反鐵磁性(a)與鐵磁性(b)的MnO6的LMO結(jié)構(gòu)；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(fā)生轉(zhuǎn)動，從而使臨近襯底的LMO薄膜下層出現(xiàn)了凈磁矩表現(xiàn)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(fā)的交換偏置現(xiàn)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薄膜中實現(xiàn)交換偏置的現(xiàn)象，為自旋閥器件的優(yōu)化設(shè)計提供了一種新方法。
該研究成果最近發(fā)表于Science China Materials, 2018, doi:10.1007/s40843-018-9387-0。
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