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铱与镍界面时“失去其特性”

这张图片的右边显示了围绕着铱离子的电子云。左边是一个铱离子与镍界面,铱的形状被强烈改变,其强自旋轨道相互作用有效地“消失”了。"图像:方迪纹高分辨率

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Todd Bates
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嘿,物理学家和材料科学家们:如果你研究铱基材料——铂族的成员——当它们非常薄的时候,你最好重新评估你的工作。

铱“失去身份”及其电子行为奇怪的超薄薄膜界面的镍层时,铱离子意外强劲的影响,根据罗格斯16不伦瑞克的物理学家木菠萝Chakhalian, Rutgers-led研究的资深作者在《美国国家科学院院刊》上。

科学家们在创造含有铱和镍的超薄人造上层建筑时,还发现了一种新的磁态,他们的发现可能会对量子材料产生更大的操纵作用,并对新型电子器件的量子态有更深入的了解。

“由于我们的工作,自然似乎有一些新的技巧,将迫使科学家重新评估这些特殊量子材料的理论,”Chakhalian教授说,他是艺术与科学学院物理与天文学系实验物理学教授。“物理类比不起作用。我们的研究结果要求对‘自旋轨道物理’和磁性实验进行仔细的评估和重新解释,当涉及到含有铂基原子的材料的界面或表面时。”

罗格斯大学的合作作者、博士后米歇尔·科提乌加(Michele Kotiuga)和卡琳·拉贝(Karin Rabe)教授倡导的最先进的计算方法,使人们对这一现象有了更深入的了解。

科学家们发现,在含镍层和含铱层之间的界面上,出现了一种不同寻常的磁性,这种磁性会强烈影响电子的自旋和轨道运动。新发现的行为很重要,因为具有很大自旋轨道相互作用的量子材料是新型拓扑材料和奇异超导性的热门候选材料。

主要作者是罗格斯大学摩尔基金会EPiQS博士后研究员刘晓然。罗格斯大学的合著者还包括Kim Heung-Sik, Mikhail Kareev, Fangdi Wen, Banabir Pal, Kristjan Haule和David Vanderbilt教授。劳伦斯伯克利国家实验室、阿贡国家实验室和中国科学院的科学家参与了这项研究。戈登和贝蒂摩尔基金会支持这项研究的实验部分。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.rutgers.edu/iridium-%E2%80%98loses-its-identity%E2%80%99-when-interfaced-nickel/20190923