Récemment, les matériaux fonctionnels quantiques par l'Université chinoise des sciences et de la technologie dirigé par le professeur Lu Yalin et de l'équipe de recherche en photonique de pointe a réalisé des progrès significatifs dans l'étude des matériaux fonctionnels quantiques. L'équipe Professeur associé Di Xiaofang, professeur agrégé Fu Zhengping et al., Expérience avec Lorenz Etats-Unis Berkeley National Dr chambre Jinghua Guo, la Chine professeur HKUST Zhao Jin, Université du Hunan, la coopération professeur Ma Chaodeng dans la recherche de nouveaux procédés à haute température, isolant ferromagnétique haute symétrie, la préparation de l'énergie photovoltaïque de film d'oxyde de haute qualité avec détection de rayonnement synchrotron de pointe, primaire calcul principe combiner avec succès trouvé un isolant ferromagnétique de haute symétrie au-dessus de la température de l'azote liquide (77K), et explique un nouveau mécanisme pour produire des phénomènes de transition ferromagnétiques à haute température. étude connexe, publié dans « PNAS » Sur.
Le matériau magnétique peut généralement être divisée en antiferromagnétique et ferromagnétique, mais dans un véritable matériau, typiquement un matériau ferromagnétique conducteur de l'électricité, le matériau antiferromagnétique est typiquement isolé. Avec le développement de la science et la technologie quantique, les propriétés quantiques du matériau fonctionnel avec de plus en plus la demande, par exemple, dans le dispositif quantique dans la nécessité de topologie à isoler un matériau ferromagnétique (isolant ferromagnétique), alors que la nécessité d'avoir une symétrie en treillis ferromagnétique haute isolant, avec d'autres matériaux pour faciliter croissance future quantique épitaxiale L'appareil doit avoir une température de transition ferromagnétique aussi élevée que possible afin de faciliter un environnement de travail pratique et plus proche de l'appareil.
Trouvé dans les études précédentes de l'isolateur ferromagnétique principalement occupé par deux bits magnétique différent de faire en sorte que les atomes qui occupent différentes pistes, qui sont isolant ferromagnétique célèbre Y3Fe5O12 (YIG). Toutefois, ce type d'isolant ferromagnétique ayant un complexe structure du réseau à faible symétrie, avec un cristal atomique peut facilement occuper différents points de mise en forme, produire isolant ferromagnétique de haute qualité tels très difficile, et sérieusement affecter la performance de son isolant ferromagnétique. plus sérieusement, isolant ferromagnétique dans ces structures complexes est appliquée au dispositif magnétique ou un dispositif à effet tunnel quantique, il est difficile pour la croissance épitaxiale de haute symétrie avec d'autres matériaux, ce qui provoque des difficultés dans le futur appareil a été produit dans le même temps intégré, actuellement connu, a une symétrie élevée non dopée température de transition ferromagnétique isolants ferromagnétiques sont très faibles, la plupart d'entre eux situés au-dessous de 16K, bien en deçà de la température minimale requise de l'azote liquide. comme démontré par l'isolant ferromagnétique à basse température peut être due à 4f la piste est trop étroite, et l'interaction super-échange entre l'oxygène faible induit. rareté de matériel fonctionnel est généralement soumis à des lois physiques de base objectives quantique, ainsi Nous devons commencer à faire une percée du mécanisme physique profond, conçu et développé capable de produire de nouvelles propriétés quantiques des matériaux nouveaux, la recherche et la préparation de ce matériau de mécanisme physique sont en forte demande.
Pour obtenir capable de fonctionner à des températures élevées, ayant une capacité de croissance épitaxiale facile, structure isolant ferromagnétique haute symétrie, l'équipe matériel de dépistage suffisant, le film est susceptible d'être considéré LaCoO3 étudié un isolant ferromagnétique haute symétrie mais des sources sur le début de film ferromagnétique de LaCoO3 était pleine de controverse, en raison des exigences élevées pour la préparation, le film est souvent un grand nombre de défauts, donc beaucoup de gens pensent que ces défauts premiers conduit à ferromagnétisme, ce qui conduit à l'instabilité et de la performance incontrôlable. dans cette étude, l'équipe a préparé sur la base des avantages du film mince de haute qualité monocristal, mis au point une étude de profondeur approximative LaCoO3, sans défaut de haute qualité du film et sa source de ferromagnétisme trouvé le film LaCoO3 est en effet rare à haute température ferromagnétique température de transition ferromagnétique isolant peut être jusqu'à 85K, a été étudiée au cours des cinq dernières périodes de la matière et supérieure à la température de l'azote liquide. préparée par des teneurs en oxygène, différents stress, LaCoO3 et des films d'épaisseur différente, la concentration a été trouvé à augmenter en défaut d'oxygène Provoque l'affaiblissement du ferromagnétisme, et lorsque la teneur en Co2 + due à une carence en oxygène atteint environ 10%, le ferromagnétisme disparaît complètement; Les premiers principes trouvés en accord avec les résultats expérimentaux, lorsque défaut d'oxygène est introduit dans le film LaCoO3 sous contrainte de traction, Co2 + état haut spin (t2g3eg2) et Co3 + état haut spin ou Co2 + hautes états de spin formé adjacent Bureau généré champ d'interaction antiferromagnétique ferromagnétique fragilisée. lorsque la concentration de Co2 + et a atteint 12,5%, la longueur d'interaction ferromagnétique substitué interaction antiferromagnétique et devient le nouveau programme, et donc la ferromagnétique a complètement disparu. l'étude complète Le mécanisme d'isolation ferroélectrique à couches minces LaCoO3 a été expliqué et prouvé, fournissant un nouveau matériau indispensable pour le développement futur de dispositifs quantiques magnétiques de haute qualité.
Chine USTC Hefei Centre national de recherche en sciences et d'un doctorat Meng Chao, Guo Hongli est co-premier auteur, Di Xiaofang, Lu Yalin auteur correspondant. L'étude a été financée par le ministère de la Science, la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, l'Académie des Sciences de Chine et le Ministère de l'Education.
