Недавно квантовые функциональные материалы и исследовательская группа передовых фотоников во главе с профессором Университета науки и техники Китая Лу Ялином добились значительного прогресса в исследовании квантовых функциональных материалов. Команда ассоциирует исследователя Сяофана Сяо, доцента Фу Чжэнпинга и американского эксперимента Лоренца Беркли Доктор Цзинхуа Го, доктор философии, профессор, Китайский университет науки и техники, Чжао Вэй и профессор Ма Чао, Хунанский университет, сотрудничали в исследовании новых высокотемпературных высокосимметричных ферромагнитных изоляторов, подготовке высококачественных оксидных пленок и синхротронного излучения, усовершенствованного фотоэлектрического детектирования, первоклассных Сочетание принципиальных расчетов и т. Д. Успешно обнаружило высокосимметричный ферромагнитный изолятор выше температуры жидкого азота (77K) и объяснил новый механизм высокотемпературного ферромагнитного перехода. Связанные результаты исследований опубликованы в «Известиях Национальной академии наук». на.
В общем, магнитные материалы могут быть классифицированы как ферромагнитные и антиферромагнитные, а в реальных материалах ферромагнитные материалы обычно проводящие, а антиферромагнитные материалы обычно изолированы. С развитием квантовой технологии производительность квантовых функциональных материалов В квантовых топологических устройствах существует потребность в изоляционных ферромагнитных материалах (ферромагнитных изоляторах), а потребность в ферромагнитных изоляторах иметь высокую симметрию решетки для обеспечения эпитаксиального роста с другими материалами в будущий квант Устройство должно иметь как можно более высокую температуру перехода ферромагнетика, чтобы облегчить практическую рабочую среду, которая ближе к устройству.
Большинство ферромагнитных изоляторов, обнаруженных в предыдущих исследованиях, имеют различное орбитальное заполнение из-за разницы в заполнении двух магнитных атомов. Наиболее известным из этих ферромагнитных изоляторов является Y3Fe5O12 (YIG). Однако этот тип ферромагнитного изолятора имеет сложности. С низкосимметричной структурой решетки одни и те же атомы могут легко занимать разные узлы решетки, что затрудняет подготовку высококачественных ферромагнитных изоляторов и серьезно влияет на характеристики их ферромагнитных изоляторов. Более серьезно, Когда эти сложные структуры ферромагнитных изоляторов применяются к магнитным квантовым устройствам или туннельным устройствам, их сложно эпитаксиально расти с другими высокосимметричными материалами, что создает трудности при подготовке и интеграции будущих устройств. В то же время известно, что Ферромагнитные переходные температуры высокосимметричных нелегированных ферромагнитных изоляторов очень низкие, большинство из которых находятся ниже 16 К, что намного ниже минимальной требуемой температуры жидкого азота. Низкотемпературная ферромагнитная изоляция, показанная таким образом, может быть обусловлена 4f Трек слишком узкий, и эффект суперэксплуатации между кислородом слишком слабый. Обычно редкость квантовых функциональных материалов подчиняется основным объективным физическим законам. Чтобы добиться прорыва, мы должны начать с глубокого физического механизма и разработать и разработать новые квантовые материалы, которые могут создавать новые типы характеристик, что предъявляет высокие требования к физическим исследованиям механизмов и подготовке материалов.
Для того чтобы получить работу при высоких температурах, имея легкий потенциал роста эпитаксиального, высокую симметрию структуры ферромагнитного диэлектрика, команда достаточного скрининга материал, пленка, вероятно, будет считаться LaCoO3 изучил высокую симметрию ферромагнитного изолятора но источники на раннем LaCoO3 ферромагнитной пленке были полны противоречия, из-за высокие требования к подготовке, фильм часто большое количество дефектов, поэтому многие люди думают, что эти ранние недостатки привели к ферромагнетизму, что приводит к нестабильности и производительностям неконтролируемый. в данном исследовании, команда подготовлена на основе преимуществ высококачественных монокристаллической тонкой пленки, разработал высокого качество, без дефектов LaCoO3 примерной глубины исследования пленки и ее источник ферромагнетизма нашел LaCoO3 фильм действительно редкую высокотемпературной ферромагнитной температура изолятора ферромагнитного перехода может быть до 85K, была изучено в последних пять раз материала и выше температур жидкого азота. подготовленное различным содержанием кислорода, различные стрессами, LaCoO3 и пленка разной толщины, концентрация была обнаружена увеличение дефекта кислорода Вызывает ослабление ферромагнетизма, а когда содержание Со2 +, вызванное дефицитом кислорода, достигает около 10%, ферромагнетизм полностью исчезнет; Первые принципы нашли в соответствии с экспериментальными результатами, когда дефект кислорода вводят в LaCoO3 пленку под разрывным усилием, Со2 + состояние высокого спина (t2g3eg2) и Co3 + высокие спиновое состоянием или Co2 + высокие состояния спины формируются бюро смежно сгенерировано Антиферромагнитное взаимодействие домена ослабляет ферромагнетизм, а когда концентрация Со2 + достигает 12,5%, антиферромагнитное взаимодействие заменяет ферромагнитное взаимодействие и становится новым длинным процессом, и ферромагнетизм таким образом полностью исчезает. Был объяснен и доказан механизм ферроэлектрической изоляции тонкой пленки LaCoO3, обеспечивающий столь необходимый новый материал для будущего развития высококачественных магнитных квантовых устройств.
Китай USTC Хэфэй Национальный исследовательский центр по науке и Ph.D. Мэн Чао, Го Хунли является соавтором, Ди Xiaofang, Лу Ялинь соответствующий автор. Исследование финансировалось Министерством науки, Национального научного фонда Китая, Китайской академии наук и Министерства образования.
