Recientemente, materiales funcionales cuántica de la Universidad China de Ciencia y Tecnología dirigido por el profesor Lu Yalin y equipo de investigación de la fotónica avanzada ha logrado un progreso significativo en el estudio de los materiales funcionales cuántica. El equipo de Profesor Asociado Di Xiaofang, profesor asociado Fu Zhengping et al., Experimento con Estados Unidos Lorenz Berkeley Nacional el Dr. sala de Jinghua Guo, profesor de china HKUST Zhao Jin, la Universidad de Hunan, la cooperación profesor Ma Chaodeng en la investigación de nuevos de alta temperatura, proceso de aislante ferromagnético de alta simetría, la preparación de la fotovoltaica de película de óxido de alta calidad con detección de radiación sincrotrón inicial y avanzado cálculo principio cosechadora encontró con éxito un aislante ferromagnético alta simetría encima de la temperatura de nitrógeno líquido (77K), y explica un nuevo mecanismo para producir fenómenos de transición ferromagnéticos de alta temperatura. estudio relacionado, publicado en "PNAS" En.
El material magnético puede generalmente ser dividido en antiferromagnético y ferromagnético, pero en un material real, material ferromagnético típicamente eléctricamente conductor, el material antiferromagnético está típicamente aislado. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología de quantum, las propiedades cuánticas del material funcional con progresivamente más demanda, por ejemplo, dispositivos necesarios topológica material ferromagnético (aislante ferromagnético) aislante, mientras que la necesidad de tener una alta aislante ferromagnético simetría enrejado, con otros materiales para facilitar epitaxial crecido futuro cuántica El dispositivo necesita tener una temperatura de transición ferromagnética tan alta como sea posible para facilitar un entorno de trabajo práctico que esté más cerca del dispositivo.
Encontrado en estudios anteriores del aislador ferromagnético principalmente ocupado por dos bits magnético diferente para hacer que los átomos que ocupan diferentes pistas, que son aislante ferromagnético famoso Y3Fe5O12 (YIG). Sin embargo, este tipo de aislante ferromagnético que tiene un complejo estructura de bajo celosía simetría, con un cristal atómico puede ocupar fácilmente diferentes puntos de formato, producir alta calidad aislante ferromagnético tal muy difícil, y afectar seriamente el rendimiento de su aislante ferromagnético. más seriamente, aislador ferromagnético en estas estructuras complejas se aplica al dispositivo magnético o un dispositivo de efecto túnel cuántico, es difícil para el crecimiento epitaxial de alta simetría con otros materiales, causando dificultades en el dispositivo futuro se produjo de la integrado Mientras tanto, actualmente conocido, ha sin dopar una alta simetría de temperatura de transición ferromagnético aisladores ferromagnéticos son muy bajos, la mayoría de ellos situado debajo de 16K, muy por debajo de la temperatura mínima requerida de nitrógeno líquido. tales demostrado por el aislador ferromagnético de baja temperatura puede ser debido a 4f La vía es demasiado estrecha, y el efecto de supercambio entre el oxígeno es demasiado débil. Por lo general, la rareza de los materiales funcionales cuánticos está sujeta a las leyes físicas objetivas básicas. Hay que empezar a hacer un avance del mecanismo físico de profundidad, diseñado y desarrollado capaz de producir nuevas propiedades cuánticas de los nuevos materiales, la investigación y la preparación de este material mecanismo físico se hacen altas demandas.
Para obtener capaz de funcionar a altas temperaturas, que tiene una capacidad de crecimiento epitaxial fácil, alta simetría estructura aislante ferromagnético, el equipo de material de apantallamiento suficiente, la película es probable que se considere LaCoO3 estudió un aislante ferromagnético alta simetría pero fuentes de la película ferromagnética temprana LaCoO3 estaba llena de controversia, debido a los altos requisitos para la preparación, la película es a menudo un gran número de defectos, por lo que mucha gente piensa que estos primeros defectos llevado a ferromagnetismo, lo que lleva a la inestabilidad y el rendimiento incontrolable. en este estudio, el equipo preparó basa en las ventajas de la película delgada de cristal único de alta calidad, desarrollado una alta calidad, LaCoO3 libre de defectos estudio profundidad aproximada de la película y su fuente de ferromagnetismo encontró película LaCoO3 es de hecho una alta temperatura rara ferromagnético temperatura aislante transición ferromagnética puede ser de hasta 85K, fue estudiada en los últimos cinco veces del material y mayor que la temperatura de nitrógeno líquido. preparado por diferentes contenidos de oxígeno, estrés diferente, LaCoO3 y películas de diferentes espesores, se encontró que la concentración de aumentar en defecto de oxígeno Causa el debilitamiento del ferromagnetismo, y cuando el contenido de Co2 + causado por la deficiencia de oxígeno alcanza aproximadamente el 10%, el ferromagnetismo desaparecerá por completo; Los primeros principios encontraron consistentes con los resultados experimentales, cuando defecto de oxígeno se introduce en la película LaCoO3 bajo tensión de tracción, Co2 + estado de alto spin (t2g3eg2) y Co3 + estado de alto espín o Co2 + estados de altas revoluciones forman Bureau adyacente generado campo de interacción antiferromagnético, ferromagnético debilitado. cuando la concentración de Co2 + y alcanzó el 12,5%, la longitud de interacción ferromagnético interacción antiferromagnético sustituido y se convierte en el nuevo programa, y por tanto el ferromagnético desapareció por completo. el estudio completo LaCoO3 explica y se demuestra película mecanismo ferromagnético, una necesidad de proporcionar nuevos materiales de alta calidad, el desarrollo futuro de las aplicaciones de los dispositivos cuánticos magnéticos y similares aislante.
China USTC Hefei Centro Nacional de Investigación para la Ciencia y Ph.D. Meng Chao, Guo Hongli es co-primer autor, Di Xiaofang, Lu Yalin autor correspondiente. El estudio fue financiado por el Ministerio de Ciencia, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, Academia China de Ciencias y el Ministerio de Educación.
