Highly anisotropic magnetic properties of ultrathin (La,Na) MnO_3 films on LaAlO_3 (001) substrates

摘要

Es wurden magnetische Messungen und Resonanzmessungen von ultradünnen Filmen der Natrium-dotierten Lanthanmanganiten, die mittels Magnetron-Sputtertechnik auf einkristallinem LaAlO_3 (001) hergestellt wurden, durchgeführt Es wurde ein komplexes Verhalten der Magnetisierung und der magnetischen Anisotropie entdeckt. Es wurde gezeigt, dass die out-of-plane Anordnung der Magnetisierung bei tiefen Temperaturen charakteristisch für die Filme ist Bei Temperaturanstieg findet die Spin-Reorientierung bei ca. 160 K statt, und es wird eine in-plane Ausrichtung der Magnetisierung beobachtet Die weitere Temperaturerhöhung führt zum isotropischen Verhalten der Magnetisierung, wenn sich die Temperatur der Curie-Temperatur (≈ 270 K) nähert und diese überschreitet Es wird daraus geschlossen, dass die Anisotropie-Energie, die aus der Substrat-induzierten Druckspannung resultiert, für das ungewöhnliche Verhalten ultradünner Natrium-dotierter Filme verantwortlich ist.%Magnetic measurements and resonance measurements have been carried out on ultrathin (20 nm) films of sodium-doped lanthanum manganite fabricated by magnetron sputtering on single crystalline LaAIO_3 (001) substrates. Complex behavior of magnetization and magnetic aniso-tropy has been revealed. It is shown that an out-of-plane alignment of the film magnetization is characteristic of the films at low temperatures. As temperature increases, a spin-reorienta-tion transition occurs at about 160 K and in-plane alignment of magnetization 'becomes more preferable. Further increase in temperature results in an isotropic behavior of magnetization as temperature approaches and crosses the Curie point (≈ 270 K). It is concluded that anisotropy energy, originated from a substrate-induced compressive strain, is responsible for the unusual behavior of the ultrathin films of sodium-doped manganites.