碎片磁性–难以捉摸的原子尺度磁信号被揭示

时间:2019-10-22 17:10 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

碎片磁性–难以捉摸的原子尺度磁信号被揭示

  美国麻省理工学院波士顿分校和加州大学圣塔芭芭拉分校的一组研究人员在探索莫特绝缘子的特性时,发现了这种独特材料中难以捉摸的原子级磁信号,该信号从绝缘子过渡到金属,该小组最近在“ 自然物理学 ”杂志上进行了报道。

  该团队使用称为Mott绝缘体的材料中的一种化合物,使用自旋极化扫描隧道显微镜(SP-STM)在原子水平上详细说明了这些绝缘体的一个示例的基本物理原理,可以将其操纵为一种绝缘体。该报告的主要作者波士顿学院物理学助理教授伊利亚·泽列科维奇说,通过添加电子电荷可以使金属处于一种金属态,这种过程称为掺杂。

  Zelkjovic解释说,莫特绝缘子的特征在于由于强烈的电子-电子相互作用而使电子局部化,并且通常伴有磁序。在这种情况下,研究小组开发并研究了莫特绝缘子铱酸盐锶(一种氧化物,以单晶形式)的表面。

  他说,在许多复杂的氧化物中,磁序嵌入在其他相的空间不均匀景观中。该团队试图以电荷和自旋敏感性同时在单个原子长度尺度上进行测量,以充分了解基础物理,这是任何复杂氧化物中都尚未实现的程序。

  通过使用自旋极化扫描隧道显微镜(SP-STM),Zeljkovic和他的同事报告说,该团队能够首次执行此实验。Zeljkovic说,这些测量有助于了解反铁磁Mott绝缘子如何随着载流子掺杂而演化,自从发现原型掺杂的Mott绝缘子即氧化铜高温超导体以来,这使科学家感到困惑。

  通过跟踪电荷载流子掺杂的演变,研究人员发现,在低掺杂水平下,材料电子的均匀反铁磁序会在绝缘体到金属的过渡附近熔化成碎片状的“斑片状”反铁磁序。报告。

  泽尔科维奇说,研究结果促进了对莫特绝缘子独特特性的理解,并确立了SP-STM作为能够揭示复杂氧化物中原子尺度信息的强大工具。

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  除Zeljkovic之外,该报告的共同作者是波士顿学院的研究员He Zhao,Andrew Uzdejczk和Wang Ziqiang,题为“ 掺杂Mott绝缘体中反铁磁有序的原子尺度碎片化和崩溃 ”。加州大学圣塔芭芭拉分校的研究人员Stephen D. Wilson,陈翔和Zach Porter;麻省理工学院的研究人员Jagadeesh Moodera和Sujit Manna。

  波士顿学院的实验得到了美国能源部早期职业奖的支持。自旋极化STM能力的发展得到了陆军研究办公室和美国国家科学基金会的支持。

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