外延钙钛矿锰氧化物/铱氧化物异质结构的界面耦合和输运特性研究

批准号:
U1932115
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
吴迪
依托单位:
学科分类:
A3202.上海光源
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
李尧、席中男、侯鹏祥、矫佩杰、牛奔
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中文摘要
本项目以全氧化物自旋电子学器件应用为背景,将金属异质结构中通过界面耦合形成磁skyrmion等新颖自旋结构的思想拓展到铁磁3d锰氧化物和强自旋-轨道耦合5d铱氧化物构成的钙钛矿异质结构中,通过激光脉冲沉积在不同衬底上制备(La0.7Sr0.3)MnO3/SrIrO3外延异质结构,系统研究异质结构的界面微结构、磁性和输运特性,在此基础上,利用上海光源的软X射线吸收线站研究温度、磁场和外延应变对异质结构中的电子结构、自旋结构的调控规律,并尝试利用扫描透射X射线显微功能进行实空间自旋结构表征,厘清3d/5d钙钛矿异质结构中界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用与锰氧化物中双交换相互作用的共存与竞争对异质结构磁、电特性的调控机理。3d钙钛矿氧化物突出的特点是其多功能性,本项目有望将界面诱导的手性自旋结构与磁、电、光等多功能特性相结合,产生新颖的氧化物自旋电子学调控原理与器件原型。
英文摘要
Enlighted by interface-coupling-induced novel spin textures such as skyrmions in metal heterostructues, it has been proposed to construct perovskite heterostructures composed of ferromagnetic 3d manganite and strong spin-orbital-coupling 5d iridate to realize novel spin textures in oxide heterostructrues, for potential applications in all-oxide spintronic devices. In particular, (La0.7Sr0.3)MnO3/SrIrO3 heterostructrues will be deposited on a series of substrates and systematic investigations on microstructures, magnetic and transport properties will be performed to characterize the samples. Based on the results, electronic structures and magnetic structures of selected samples will be characterized using soft X-ray absorption spectroscopy in Shanghai Synchrotron Radiation Facility. Also, real-space spin textures observation will be tried using scanning X-ray transmission microscopy. These investigations will shed some light on the mechanism to form novel non-collinear spin textures due to coexistence of interface Dzyaloshinskii-Moriya interaction and double-exchange interaction in manganites. Considering that the multifunctional characteristics of 3d perovskite, the proposed project may pave a way to couple novel interface-induced spin textures with electric, magnetic and optic properties in perovskites for future multifunctional devices.
本项目以全氧化物自旋电子学器件应用为背景,通过激光脉冲沉积制备(La0.7Sr0.3)MnO3/SrIrO3 (LSMO/SIO)外延异质结构,研究3d/5d钙钛矿异质结构中多种界面相互作用的共存与竞争对异质结构磁、电特性的调控机理。项目研究工作按计划任务书进行,系统研究了LSMO/SIO异质结构的界面微结构、磁性和输运特性,利用上海、合肥光源的X射线吸收线站、东莞散列中子源多功能反射线站获得了温度、磁场和外延应变对异质结构中的电子结构、自旋结构的调控规律,取得的主要研究成果如下:揭示了LSMO/SIO异质结构中拓扑Hall效应产生的晶体结构和电子结构条件,为调控可能的拓扑畴结构提供了方案;在钙钛矿氧化物异质结构中首次观察到A位离子通过pd杂化控制界面电荷转移方向和与之相伴的电子轨道序;在SMIO薄膜中观察到氧化物薄膜中罕见的强PMA,并揭示了其来源。上述工作为调控氧化物外延异质结构新颖的磁性和输运特性提供了原理性的支撑,有望应用于高密度、低功耗、多功能的全氧化物自旋电子学器件。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Ferroelectric Hf0.5Zr0.5O2 thin films deposited epitaxially on (110)-oriented SrTiO3
在(110)取向的SrTiO3上外延沉积铁电Hf0.5Zr0.5O2薄膜
DOI:10.1063/5.0075391
发表时间:2021-12-20
期刊:APPLIED PHYSICS LETTERS
影响因子:4
作者:Jiao, Peijie;Li, Jiayi;Wu, Di
通讯作者:Wu, Di
Electrically tunable inverse spin Hall effect in SrIrO3/Pb(Mg1/3Nb2/3)(0.7) Ti0.3O3 heterostructures through interface strain coupling
通过界面应变耦合实现 SrIrO3/Pb(Mg1/3Nb2/3)(0.7) Ti0.3O3 异质结构中电可调逆自旋霍尔效应
DOI:10.1063/5.0027125
发表时间:2021
期刊:APPLIED PHYSICS LETTERS
影响因子:4
作者:Cui Dapeng;Xu Yeming;Zhou Lifan;Zhang Lunyong;Luan Zhongzhi;Li Chen;Wu D.;Wu Di
通讯作者:Wu Di
DOI:10.1063/5.0006638
发表时间:2020
期刊:Applied Physics Letters
影响因子:4
作者:Li Ruonan;Xu Yeming;Song Jiamei;Wang Peng;Li Chen;Wu Di
通讯作者:Wu Di
Energy storage properties in a Bi(Mg1/2Ti1/2)O-3 modified BiFeO3-Sr0.7Bi0.2TiO3 film
Bi(Mg1/2Ti1/2)O-3改性BiFeO3-Sr0.7Bi0.2TiO3薄膜的储能特性
DOI:10.1063/5.0066002
发表时间:2021
期刊:APPLIED PHYSICS LETTERS
影响因子:4
作者:Han Yajie;Jiao Peijie;Yang Yurong;Wu Di
通讯作者:Wu Di
Ferromagnetism with Strong Perpendicular Magnetic Anisotropy in Epitaxial SrMn0.3Ir0.7O3 Perovskite Films
外延 SrMn0.3Ir0.7O3 钙钛矿薄膜中具有强垂直磁各向异性的铁磁性
DOI:10.1103/physrevapplied.18.054083
发表时间:2022
期刊:Phys. Rev. Appl.
影响因子:--
作者:Hou Pengxiang;Liu Yiren;Liu Zhiyu;Zhu Chuanhui;Li Yao;Xi Zhongnan;Han Yajie;Li Jiayi;Li Man-Rong;Chen Lan;Deng Yu;Yang Yurong;Liu Jun-Ming;Wu Di
通讯作者:Wu Di
HfO2基铁电薄膜的结构性能及其与第三代半导体的外延集成应用
- 批准号:52232001
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:269万元
- 批准年份:2022
- 负责人:吴迪
- 依托单位:
铁电隧穿二极管的制备及其电致阻变特性研究
- 批准号:11374139
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:89.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:吴迪
- 依托单位:
多铁性钙钛矿超晶格的设计、制备和物性研究
- 批准号:91022001
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:50.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:吴迪
- 依托单位:
铁电隧道结的制备及其电致阻变特性研究
- 批准号:50872050
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:吴迪
- 依托单位:
非挥发存储用掺钕钛酸铋铁电薄膜的微结构和失效机理研究
- 批准号:10574067
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2005
- 负责人:吴迪
- 依托单位:
钙钛矿氧化物纳米管的水热合成及其结构、性能表征
- 批准号:50302003
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:8.0万元
- 批准年份:2003
- 负责人:吴迪
- 依托单位:
国内基金
海外基金
