Vytvoření silného feroelektrického feromagnetu pomocí spin-mřížkové interakce

Text

Magnetoelektrická multiferotika jsou materiály, které vykazují současně magnetické i feromagnetické uspořádání. Naneštěstí je v přírodě známu pouze malé množství těchto materiálů, jež navíc mívají nízkou kritickou teplotu a jejich magnetoelektrické interakce jsou slabé. V naší publikaci jsme poprvé experimentálně demonstrovali, že nová "umělá" multiferotika mohou být vyrobena pomocí namáhání tenkých filmů. Dokázali jsme, že původně antiferomagnetický a paraelektrický EuTiO3 se ve formě namáhaných filmů díky výrazným spin-mřížkovým interakcím mění v silný feromagnet a feroelektrikum. Takovýto systém by měl vykazovat silné magnetoelektrické chování, jež může být využitelné při použití v budoucích paměťových zařízeních. Naši kolegové z USA připravili tenké filmy a popsali jejich krystalickou strukturu a magnetické vlastnosti. Pracovníci z FZÚ objevili přechod do ferroelektrické fáze a bez jejich přispění by článek nemohl být přijat do časopisu Nature.

nature09331-f1.2.jpg
Popis
Předpovězený efekt dvouosého namáhání na EuTiO3 a náš přístup k vytvoření takového namáhání v EuTiO3 pomocí epitaxe. (a) Diagram epitaxiální fáze namáhaní filmů od −2% (dvouosá komprese) k +2% (dvouosé pnutí) vypočtený pro 0,1% kroky. Zobrazeny jsou oblasti s paraelektrickým (PE), feroelektrickým (FE), antiferomagnetickým (AFM) a feromagnetickým (FM) chováním. (b), (c) Schémata zobrazující rovinnou expanzi díky dvouosému pnutí u nenamáhaného EuTiO3 v klasické formě (b) a u epitaxně namáhaného tenkého filmu EuTiO3 na substrátu DyScO3 (c).