外延应变和铁电极化双重调控LaMnO3/BaTiO3超晶格的磁性

摘要

对钙钛矿锰氧化物的磁性进行调控在科学上具有重要意义,在自旋电子学领域更是有紧迫需求.利用外延应变和铁电极化双重调控超晶格材料的磁性不但更加接近体系的真实状态,而且能诱导出丰富的物理性质.本文采用第一性原理计算,系统地研究了外延应变和铁电极化对LaMnO3/BaTiO3超晶格磁性的鲁棒控制.通过精确调控Mn原子磁矩的大小和方向,实现了铁磁?反铁磁?亚铁磁之间的可逆转变,同时产生了强烈的磁电耦合效应.除此之外,本文在超晶格中实现了铁电极化和金属性共存.通过分析Jahn-Teller效应,氧八面体旋转、倾斜以及体系内部电子转移对磁性的影响,揭示了磁性调控的物理机制.研究结果不但对系统地了解LaMnO3体系的磁性变化具有重要意义,而且可以为设计基于钙钛矿锰氧化物的自旋电子器件提供理论指导.