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钙钛矿ScMnO3 薄膜中异常磁有序和铁磁性

   

多铁材料一直是大家研究的热点,而多铁材料中,比较常见的是钙钛矿锰酸盐RMnO3,当R是具有较小原子半径的稀土元素(R=Sc, In, Y, Ho, Er, Tm, Yb, Lu等)时, 通常形成六方结构,R是较大原子半径(R=La, Tb, Bi等)时,往往形成正交结构。人们为了增加其磁电耦合性能,往往通过高温高压或基片外延应力的方法把六方结构转变为正交结构。但是随着R离子半径的减小,所需高温高压越高,对于结构的转变越难实现。目前还没有人通过高温高压的方法制备出正交结构的ScMnO3。我们通过基片外延应力的方法,制备出了正交结构的ScMnO3薄膜,并对其结构和磁性能进行了表征。我们发现在正交结构的ScMnO3中存在第二相反常磁有序并且随着薄膜厚度的变化第二相温度也随之变化,我们提出第二相磁有序起源于基片外延应力的诱导。此外,我们发现名义上的反铁磁却在低温下呈现了微弱的铁磁特性,并且随着薄膜厚度的变化铁磁的饱和磁化强度也随之变化,我们结合对样品微区结构的观察,提出铁磁特性起源于晶体结构的孪晶状畴。相关工作发表在Appl. Phys. Lett. 106 (2015) 232906。

Fig3.(a) The magnetic field dependent magnetization of 60 nm and 150 nm ScMnO3 films along c-axis and in ab plane at10 K. (b) Enlarged low field region of the curves in (a).

Fig. 3. (a) The bright field plane-view TEM image of 60 nm ScMnO<sub>3</sub> film. (b) The high resolution TEM image of the same patch.

 

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