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2019-11-07 15:43:55

与单晶膜相比纳米多晶膜导致更强的磁性

导读 为了实现基于诸如自旋电子学,多铁性,磁光学和放大镜等新现象的下一代信息处理设备,需要开发它们的组成材料。最近纳米技术的快速发展使我

为了实现基于诸如自旋电子学,多铁性,磁光学和放大镜等新现象的下一代信息处理设备,需要开发它们的组成材料。最近纳米技术的快速发展使我们能够制造出在自然界中无法获得的纳米结构。

然而,就开发和分析而言,复合磁性氧化物是最复杂的材料系统之一。此外,详细的机理是未知的,即使材料结构相似,不影响整体结构的原子组成的变化也会导致材料特性的急剧变化。

现在,Toyohashi Tech和Myongji大学的旋电子集团,哈尔滨工业大学,麻省理工学院,TécnicaFedericoSantaMaría大学,加州大学圣地亚哥分校和都柏林三一学院的研究人员发现纳米级柱状分布钛酸锶(STF)中的铁极大地改变了它的磁性和磁光响应。令人惊讶的是,多晶样品显示出比单晶膜更强的磁性。

“在通常的氧化物系统中,磁性和磁光效应在高度有序的结构中更强。换句话说,单晶材料更好地获得更好的磁性,”助理教授Taichi Goto解释说,“然而,铁取代的钛酸锶沉积在某些氧气压力不同。“

通过脉冲激光沉积在不同压力下直接在硅衬底上制备STF薄膜,并系统地表征晶体结构和磁性。在一定压力下沉积的样品在室温下显示出明显更强的磁性和更大的法拉第旋转角(磁光效应)。分析氧化学计量和相应的Fe价态,结构和应变状态以及小体积铁的存在的几个测试揭示了纳米结构和元素的聚集增强了磁性。

这些结果表明多晶膜用于硅基器件的广泛可能性。本文介绍了STF薄膜与0.1 mm光学谐振腔的集成。此外,这种新型氧化物与传统器件概念的集成将为未来有趣的系统铺平道路。