【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】交變磁性是近年來提出的第三類基本磁相。交變磁性既有反鐵磁體的零凈磁場，又具有鐵磁體的自旋劈裂現(xiàn)象。通常，兩者被認為是不相容的。交變磁性兼具鐵磁性和反鐵磁性的優(yōu)勢，為制造自旋電子器件帶來了新突破口，在磁存儲和量子計算中展現(xiàn)出應用前景。
在較多潛在的交變磁性材料中，金紅石結(jié)構(gòu)的二氧化釕(RuO2)因具備特殊的晶體對稱性以及理論預測的1.4 eV的能帶劈裂，被認為是實現(xiàn)交變磁性特征的候選材料之一。同時，實驗上RuO2是否是磁性材料存在爭議。
中國科學院上海高等研究院、上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、金屬研究所、中國科學技術(shù)大學及南京大學的科研人員合作，運用上海光源BL03U高分辨角分辨光電子能譜技術(shù)，剖析了RuO2高質(zhì)量單晶和外延薄膜的電子結(jié)構(gòu)。該團隊通過分析RuO2電子結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)其與基于非磁性基態(tài)的理論計算特征吻合，未觀測到交變磁而引起的Kramer簡并的解除現(xiàn)象。該團隊通過進一步的自旋分辨角分辨光電子能譜發(fā)現(xiàn)，RuO2低能體帶具有顯著的面內(nèi)自旋極化特性，在高對稱平面上呈現(xiàn)自旋反對稱性，與交變磁性預期的d波自旋織構(gòu)相悖。團隊分析認為，這種非典型的自旋極化可能是Rashba效應或空間反演對稱性破缺所致。
上述研究推翻了此前關于RuO2具有交變磁性的假設，促使學界重新審視這一材料的磁性特征。同時，該研究發(fā)現(xiàn)的RuO2低能體帶的自旋極化特性，揭示了RuO2在自旋電子學中的潛在應用，為研究自旋在其高效催化特性方面的作用提供了新思路。
相關研究成果以Absence of Altermagnetic Spin Splitting Character in Rutile Oxide RuO2為題，發(fā)表在《物理評論快報》(Physical Review Letter)上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學基金等的支持。
上海高研院等實驗證實二氧化釕非交變磁特性
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