Nonequilibrium orbital transitions via applied electrical current in calcium ruthenates
Nonequilibrium orbital transitions via applied electrical current in calcium ruthenates
复制标题
通过在钌酸钙中施加电流实现非平衡轨道跃迁
DOI：
10.1103/physrevb.100.241104
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发表时间：
2019
影响因子：
3.7
通讯作者：
Cao, Gang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhao, Hengdi;Hu, Bing;Ye, Feng;Hoffmann, Christina;Kimchi, Itamar;Cao, Gang
通过外加电流同时控制结构和物理性质是一个新的、具有基础和技术意义的关键研究课题。研究自旋-轨道耦合反铁磁体及其衍生物与3%的Mn掺杂，以减轻在357 K的暴力的一级转变，我们发现，一个小的施加电流耦合到晶格显着减少其正交畸变和八面体旋转，同时减少125-K的反铁磁转变。进一步增加电流密度above诱导一个新的非平衡轨道状态，在80 K的过渡签名，其特征是同时跳跃的磁化强度和电阻率，形成鲜明对比的无电流状态。我们认为，非平衡电子占据的理论稳定施加电流驱动观察到的晶格变化，从而在这个系统中的新现象。最后，我们注意到最近文献中报道的电流感生抗磁性[C。Sow，Science 358，1084（2017）.10.1126/science.aah4297]在轻微掺杂或纯中均未辨别出。
Simultaneous control of structural and physical properties via applied electrical current poses a new, key research topic with both fundamental and technological significance. Studying the spin-orbit-coupled antiferromagnet, and its derivative with 3% Mn doping to alleviate the violent first-order transition at 357 K, we find that a small applied electrical current couples to the lattice by significantly reducing its orthorhombic distortions and octahedral rotations, while concurrently diminishing the 125-K antiferromagnetic transition. Further increasing electrical current density aboveinduces a new nonequilibrium orbital state, with a transition signature at 80 K that features a simultaneous jump in both magnetization and electrical resistivity, sharply contrasting the current-free state. We argue that nonequilibrium electron occupancies of theorbitals stabilized by applied current drive the observed lattice changes and thereby the novel phenomena in this system. Finally, we note that current-induced diamagnetism reported in recent literature [C. Sow , Science 358, 1084 (2017).10.1126/science.aah4297] is not discerned in either slightly doped or pure.
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