元素百科介绍强相关电子材料研究取得的新进展。近日，中国科学院合肥物质科学院强磁场科学中心研究员田明亮研究小组在强相关电子材料Sr4Ru3O10平面磁结构研究方面取得了新进展，并在《应用物理快报》上发表了相关研究(Applied Physics Letters)上。
钙钛矿氧化物Srnn 1RunO3n 1 (n=1, 2, ∞)它富含物理现象，包括P波超导电性(Sr2Ruo4)和磁场诱导的量子临界现象(Sr3Ru2o7)，一直引起凝聚物理学家的研究兴趣。Srnn4Ru3O10 1RunO3n 1系统中具有代表性的材料是一种强大的异性铁磁性材料，其铁磁转换温度TC=105 K，磁矩主要沿c方向发展。以往的工作主要集中在对体材料各向异性磁行为和变磁转化特性的研究上，对纳米尺度下SR4Ru3O10的磁性性质知之甚少。近日，在副研究员杨继勇的具体指导下，研究小组博士生刘燕首次将SR4Ru3O10单晶厚度推至纳米尺度，并通过运输测量研究了SR4Ru3O10纳米薄片的磁阻特性（New J. Phys. 18, 053019(2016), Phys. Rev. B 95, 161103(R)(2017)）。实验发现，Sr4Ru3O10纳米薄片在ab-表面有铁磁序，与体材中ab-表面的顺磁或反铁磁完全不同。实验发现，Sr4Ru3O10纳米薄片在ab-表面有铁磁序，与体材中ab-表面的顺磁或反铁磁完全不同。
在此基础上，研究小组进一步研究了Sr4Ru3O10纳米薄片中的面内磁各向异性，通过系统的角平面霍尔效应测量。实验发现，Sr4Ru3O10纳米薄片中的平面霍尔信号与磁场的方向有关。只有当磁场沿着I(或III)象限时，平面霍尔信号才会出现类似于“自旋阀”行为的不连续跳变，而当磁场沿着II(或IV)象限时，则不应跳变信号。这种现象的原因是，当磁场沿着I(或III)象限时，纳米薄片中表面的磁矩为90°当磁场沿着II(或IV)象限时，就会发生180°的翻转。这些结果清楚地表明，在Sr4Ru3O10纳米薄片中，其ab-表面不仅有铁磁序，而且铁磁序的易磁化方向也沿[-110]方向。这为理解Sr4Ru3O10中的奇异磁特性提供了新的思路。
本工作中使用的单晶晶体由科罗拉多大学教授曹刚提供。在项目实施过程中，得到了国家自然科学基金委员会、国际创新团队和合肥大学科学中心的支持。
