Physical Review Materials亮点文章导读-2018年1月

2018-01-31 何林/责编 京师物理

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气相沉积玻璃的低温反常现象

大量的无定形固态物质在低温下会表现出不同于德拜理论所描述的反常现象，比如，低能模（“玻色峰”）的大量涌现，以及热容和热导与温度反常的标度行为。出人意料的是，利用（物理）气相沉积制备的玻璃态物质会大大地抑制这些反常现象的产生。本文中作者利用数值方法研究了利用（液体）冷却和（物理）气相沉积两种方法制备的玻璃中的粒子振动。他们观察到多种不同的振动形式会在某个临界温度之下出现，并且这个临界温度会随玻璃的固有结构能量的降低而呈现出指数衰减的形式，这也就解释了实验中观察到的现象。此外，这里的反常行为可能跟局域缺陷有关。（乔佳斌）

Low-temperature anomalies of a vapor deposited glass

Beatriz Seoane, et al.

Phys. Rev. Materials 2, 015602 (2018)

https://journals.aps.org/prmaterials/abstract/10.1103/PhysRevMaterials.2.015602

分子场与外场反平行时铽铱氧中

全进全出的磁畴翻转

烧绿石铱氧化物Ln₂Ir₂O₇（镧铱氧）因可能具有新奇的拓扑态在最近受到了广泛的关注。由于其拓扑态与其独特的全进全出型反铁磁序紧密相关，所以很有必要在磁场下研究其畴态的变化。本研究对铽铱氧薄膜进行了磁输运测量，发现通过分子场和外场的竞争可以产生磁畴翻转。这一结果对探测和调控磁畴提供了重要的思路，同时也推动了拓扑态在电子学和自旋电子学中的应用。（李思宇）

All-in-all-out magnetic domain inversion in Tb₂Ir₂O₇ with molecular fields antiparallel to external fields

T. C. Fujita, et al.

Phys. Rev. Materials 2, 011402(R) (2018)

https://journals.aps.org/prmaterials/abstract/10.1103/PhysRevMaterials.2.011402

Th₃P₄结构中的半导体立方氮化钛

亚稳态富氮相拥有许多有用的电子，光学和机械性能，在技术上具有重要意义。类似于近几年发现的其它M₃N₄（M为四价金属）化合物，立方Ti₃N₄是一个长期以来备受关注的亚稳相。结合第一性原理计算与激光加热的钻石对顶砧实验，作者首次在实验上得到具有高阳离子配位数的立方Ti₃N₄，并对其性质进行表征。这种新的相具有优异的机械 48 31057 48 14939 0 0 2671 0 0:00:11 0:00:05 0:00:06 2854能。与其他金属TiN不同，Ti₃N₄是一种具有~0.9 eV直接带隙的半导体。本文还对Ti₃N₄的热力学稳定性和压力稳定性进行了评估。(张钰)

Semiconducting cubic titanium nitride in the Th₃P₄ structure

V. S. Bhadram, H. Liu, et.al

Phys. Rev. Materials 2, 011602(R) (2018)

https://journals.aps.org/prmaterials/pdf/10.1103/PhysRevMaterials.2.011602

Pt/CoFe₂O₄双层结构中的磁近邻效应

磁近邻效应是一种实现自旋电子学器件中自旋操控的重要手段。尖晶石铁氧体是一类亚铁磁绝缘体，它种类繁多，具有很高的居里温度，但是迄今为止，人们并未在这类体系中观察到磁近邻效应。这个工作通过对铂-钴铁氧体(Pt/CoFe₂O₄)双层结构进行磁输运测量，证实了其中存在磁近邻效应，并且这种效应在铂(Pt)薄膜中引入了铁磁序。这项研究中的双层结构全部是用分子束外延方法制备的，这种制备方法不同于之前的研究工作，它尽可能保证了该结构拥有最为干净的界面。此项研究使得利用尖晶石铁氧体在未来的自旋逻辑器件中实现自旋操控成为可能。（乔佳斌）

Magnetic proximity effect in Pt/CoFe₂O₄ bilayers

Walid Amamou, et al

Phys. Rev. Materials 2, 011401(R) (2018)

https://journals.aps.org/prmaterials/abstract/10.1103/PhysRevMaterials.2.011401

弹性阻挫重杂化：InGaN量子阱中

化学排序和合成极限的起源

基于InGaN-合金的固态器件引发了照明应用领域的重大变革，大大节约了能源，降低了能耗。在这个工作中，作者通过精心设计的生长实验，先进的表征测量以及理论模型模拟，研究了单层InGaN合金薄膜的制备生长。特别要指出的是，结果表明InGaN薄膜在生长厚度和化学合成上会自受限，并且会形成一种特殊的在传统InGaN薄膜中不存在的化学排序。这里的自受限效应起源于一种特别的表面稳定机制——弹性阻挫重杂化。这里发现的新机制不仅解释了实验现象的起源，而且为可控制备均匀合金提供了新的思路。（乔佳斌）

Elastically frustrated rehybridization: Origin of chemical order and compositional limitsin InGaN quantum wells

L. Lymperakis, et al

Phys. Rev. Materials 2, 011601(R) (2018)

https://journals.aps.org/prmaterials/abstract/10.1103/PhysRevMaterials.2.011601

随机钉扎的铁弹性畴壁

分段动力学研究

动力学分析是一种与温度、频率和振幅相关的测量手段，本文利用这一方法来探究铁弹性的钙钛矿结构铝酸镧中的畴壁运动问题。作者重点研究了蠕变松弛的区域，并发现在温度达到畴壁的冻结温度时，畴壁在一定的受力范围内宏观运动已经停止，但是畴壁的一段即使在受力小于钉扎力时仍然可以克服局域势垒。这一工作指出铁弹性针尖是用来研究在随机环境中运动的弹性绳结构的理想工具。（李思宇）

Segmental front line dynamics of randomly pinned ferroelastic domain walls.

S. Puchberger, et al.

Phys. Rev. Materials 2, 013603(2018)

https://journals.aps.org/prmaterials/abstract/10.1103/PhysRevMaterials.2.013603

半Heusler合金CoTi_1−xFe_xSb的

生长、电学、结构和磁学特性

Heusler化合物是一种激动人心的材料，它具有许多可调节的电学和磁学性质。这个工作利用分子束外延的方法在实验上合成Fe取代的合金CoTi_1−xFe_xSb 和 Co_1−yFe_yTiSb，并实现了将CoTiSb从半导体到铁磁体的转变。电子能带结构和磁矩很大程度上取决于Fe的含量和Fe取代的位置。由于它与其他Heusler和III-V化合物可以兼容，并且它的四元Heusler复合体系具有半金属性质，因此它对未来自旋电子异质结构和装置的发展有重要意义。(张钰)