YMnO3基多鐵異質(zhì)結(jié)的界面耦合效應.pdf

1、YMnO3作為一種典型的多鐵性材料，具有六角和正交晶系兩種結(jié)構(gòu)。六角晶系(h-)YMnO3具有高于室溫的鐵電居里溫度，通過與鐵磁材料復合可產(chǎn)生明顯的磁電耦合效應；正交晶系(o-)YMnO3的鐵電性源于磁有序，其本身存在較強的磁電耦合效應。我們基于“同質(zhì)雙構(gòu)”的YMnO3多鐵材料制備了全氧化物鐵磁/多鐵異質(zhì)結(jié)，通過選擇不同的晶體取向，獲得了不同界面構(gòu)型，并進一步探究了界面匹配生長規(guī)律對磁性質(zhì)的影響機制。由于復雜多元氧化物界面的電荷、自旋、

2、軌道和晶格自由度存在著強關(guān)聯(lián)，外加電場或磁場可引起界面處軌道重組以及電荷轉(zhuǎn)移，進而有望實現(xiàn)對該類型異質(zhì)結(jié)磁、電輸運性質(zhì)的有效調(diào)控。
　　在Fe3O4/h-YMnO3多鐵異質(zhì)結(jié)中觀察到了依賴于鐵磁層厚度的反常交換偏置效應。這種現(xiàn)象是由h-YMnO3反鐵磁疇壁上的未補償磁矩和Fe3O4依賴于厚度的反相疇間的相互作用共同造成的。該研究結(jié)果表明，在 Fe3O4/h-YMnO3多鐵異質(zhì)結(jié)中，通過改變鐵磁層疇顆粒尺寸或反鐵磁層疇壁的比例可以調(diào)

3、控異質(zhì)結(jié)的交換偏置效應。進一步，我們在Fe/h-YMnO3復合薄膜中觀察到了交換偏置效應調(diào)控的各向異性磁電阻。這主要是由于在Fe/h-YMnO3復合薄膜中，交換偏置場引入了單向磁各向異性能，它與外磁場的塞曼能相互競爭，調(diào)控了各向異性磁電阻。
　　通過基底應力效應，制備了o-YMnO3/La0.6Sr0.4MnO3/SrTiO3多鐵異質(zhì)結(jié)，發(fā)現(xiàn)了晶體取向調(diào)制的交換偏置效應。由于o-YMnO3與 La0.6Sr0.4MnO3在界面處M

4、n3+-O2--Mn4+鍵角不同，影響了界面處雙交換耦合的強度。同時，在La0.6Sr0.4MnO3/o-YMnO3/SrTiO3多鐵異質(zhì)結(jié)中，La0.6Sr0.4MnO3層受到 o-YMnO3層張應力的影響，晶格發(fā)生畸變，致使La0.6Sr0.4MnO3層中Mn離子的3d軌道重組，引入了反鐵磁相，進而增強了異質(zhì)結(jié)的交換偏置效應。
　　在La0.6Sr0.4MnO3/o-YMnO3/SrTiO3多鐵異質(zhì)結(jié)中，應力和交換偏置場為體系