电场可逆调控二维单层氧化物磁电性能研究（英文）

作者：王国鹏^*; 胡涛; 熊奕敏; 刘学; 沈胜春; 王建林; 车梦倩; 崔璋璋^*; 张莹莹^*; 杨鲁懿; 李正操; 陆亚林; 田明亮^*

来源：Science Bulletin, 2023, 68(15): 1632-1639.

具有原子层厚度的氧化物磁性材料拥有将二维磁性应用到下一代自旋电子学新兴领域的巨大潜力,引起了研究者的广泛关注.因此,实现二维单层氧化物磁、电性能的磁场和电场调控,为未来低功耗自旋电子器件提供了广阔应用前景.然而,电场调控二维单层氧化物磁性报道很少.本工作利用离子液体门电压进行质子掺杂,实现了对二维单层氧化物(SrRuO3)1/(SrTiO3)N(N=1,3)磁、电性能的电场可逆调控.随着质子掺杂浓度提高,在(SrRuO3)1/(SrTiO3)1中观察到了从铁磁金属到反铁磁绝缘态相变,并伴随着磁各向异性的转变.理论分析表明,质子掺杂引起的能带结构改变是结构和磁、电性能相变的主要原因.同时,SrTiO3层起到质子筛作用,在质子的演化过程中扮演重要角色.该研究通过电场调控二维单层氧化物的结构和物性,为实现材料的多功能性提供了重要思路,同时也为实现低功耗功能器件提供了应用潜力.

• 单位
  中国科学技术大学; 清华大学; 安徽大学; 低维量子物理国家重点实验室