Symmetry‐Mismatch‐Induced Ferromagnetism in the Interfacial Layers of CaRuO3/SrTiO3 Superlattices

铁磁性 材料科学 凝聚态物理 顺磁性 超晶格 八面体 居里温度 饱和(图论) 磁化 相变 结晶学 晶体结构 物理 磁场 化学 量子力学 数学 组合数学
作者
Wenxiao Shi,Jine Zhang,Xiaobing Chen,Qinghua Zhang,Xiaozhi Zhan,Zhe Li,Jie Zheng,Mengqin Wang,Furong Han,Hui Zhang,Lin Gu,Zhu Tao,Bang‐Gui Liu,Yunzhong Chen,Fengxia Hu,Baogen Shen,Yuansha Chen,Jirong Sun
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:33 (22) 被引量:11
标识
DOI:10.1002/adfm.202300338
摘要

Abstract By modifying the entangled multi‐degrees of freedom of transition‐metal oxides, interlayer coupling usually produces interfacial phases with unusual functionalities. Herein, a symmetry‐mismatch‐driven interfacial phase transition from paramagnetic to ferromagnetic state is reported. By constructing superlattices using CaRuO 3 and SrTiO 3 , two oxides with different oxygen octahedron networks, the tilting/rotation of oxygen octahedra near interface is tuned dramatically, causing an angle increase from ≈150° to ≈165° for the RuORu bond. This in turn drives the interfacial layer of CaRuO 3 , ≈3 unit cells in thickness, from paramagnetic into ferromagnetic state. The ferromagnetic order is robust, showing the highest Curie temperature of ≈120 K and the largest saturation magnetization of ≈0.7 µ B per formula unit. Density functional theory calculations show that the reduced tilting/rotation of RuO 6 octahedra favors an itinerant ferromagnetic ground state. This work demonstrates an effective phase tuning by coupled octahedral rotations, offering a new approach to explore emergent materials with desired functionalities.
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