非晶、非化学计量比的氧化物及其室温铁磁性和电输运的调控（英文）

作者：李庆浩; 乔瑞敏; Apurva Mehta; 吕伟明; 周铁; Elke Arenholz; 王诚; 陈延学; 李莉; 田玉峰; 柏利慧; Zahid Hussain; 郑荣坤; 杨万里^*; 颜世申^*

来源：Science Bulletin, 2020, 65(20): 1718-1725.

• Amorphous oxide
• Room-temperature ferromagnetism
• Grazing incident wide angle X-ray
• scattering
• Soft X-ray spectroscopy

材料的性能通常依赖并受限于化学计量比、晶体结构及其均匀性.本文提出制备非晶、非化学计量比、非均匀氧化物,在室温下实现了In0.23Co0.77O1-v薄膜的铁磁性和电输运性质的大幅度调控.为了验证In0.23CoO1-v薄膜的铁磁性起源,作者进行了一系列的结构、化学和电子态表征,综合分析高分辨电镜测量、电输运测量、同步辐射掠入射X射线散射、软X射线吸收谱、磁圆二色性谱,说明室温铁磁性来源于含大量氧空位的In0.23Co0.77O1-v非晶相.通过减少氧空位浓度,室温铁磁性可从高饱和磁化强度500 emu/cm3调节到25 emu/cm3以下,同时电阻率从5×103μΩcm调节到2.5×105μΩcm以上.随着氧空位的减少,产生In0.23Co0.77O1-v纳米晶,促使In0.23Co0.77O1-v铁磁半导体转化为非磁性的绝缘体.本研究揭示了非晶、非化学计量比、非均匀氧化物的新功能,为开发具有优异磁性和电输运性质的自旋电子材料开辟了新的途径.

• 单位
  晶体材料国家重点实验室