8月19日消息,arXiv cond-mat.mtrl-sci 新发表论文(8月16日提交),作者Subhadeep Bandyopadhyay与Rossitza Pentcheva(德国杜伊斯堡-埃森大学/科隆大学团队)提出利用对称性破缺、静电掺杂和量子限域在氧化物超晶格中设计交错磁(altermagnetism)与金属性共存的策略。
交错磁作为继铁磁、反铁磁之后的新磁相,自发现以来引发了密集研究,其自旋劈裂无需自旋轨道耦合,对自旋电子学和输运应用极具价值。但当前研究多聚焦于通常是绝缘性的体材料。
研究发现,体相SrCrO3因相邻层间的补偿效应不表现交错磁性;而单层SrCrO3受限於(SrCrO3)1/(SrTiO3)1(001)超晶格时,轨道有序与八面体转动的共存使其产生高达350meV的非相对论自旋劈裂(NRSS),保持d波对称性,但该体系为绝缘体。
为获得金属型交错磁,作者进一步研究SrCrO3/LaCrO3(001)超晶格:(SrCrO3)4/(LaCrO3)4(001)中界面极性不连续与更强的八面体转动共同促成金属d波交错磁性,费米能级附近界面Cr d带贡献最高120meV的自旋劈裂,并显示出自旋选择性费米面嵌套迹象。
这些结果表明氧化物超晶格是实现和调控交错磁性、发展量子输运与自旋电子学功能的有前景平台。相比体材料,超晶格路线可通过界面工程同时调控磁性与导电性,为未来基于交错磁的器件设计提供了材料方案。
(来源:arXiv)