Epitaxial growth and transport properties of compressively-strained Ba2IrO4 films

Ba₂IrO₄ is a sister compound of the widely investigated Sr₂IrO₄ and has no IrO₆ octahedral rotation nor net canted antiferromagnetic moment, thus it acts as a system more similar to the high-T_c cuprate. In this work, we synthesize the Ba₂IrO₄ epitaxial films by reactive molecular beam epitaxy and study their crystalline structure and transport properties under biaxial compressive strain. High resolution scanning transmission electron microscopy and x-ray diffraction confirm the high quality of films with partial strain relaxation. Under compressive epitaxial strain, the Ba₂IrO₄ exhibits the strain-driven enhancement of the conductivity, consistent with the band gap narrowing and the stronger hybridization of Ir-t_2g and O-2p orbitals predicted in the first-principles calculations.     

自支撑多铁性薄膜材料研究的机遇与挑战

多铁性材料兼具铁电、铁磁等两种或两种以上铁性有序,并且通过不同铁性之间的多物理场耦合实现新奇磁电效应,在信息存储、换能、传感等方面具有广阔的应用前景。当前,在基础及应用研究方面仍存在许多亟待解决的科学技术问题,譬如寻找及制备室温以上具有强磁电耦合效应的多铁性材料,以及解决与半导体的器件集成问题等,而近年来迅速发展的自支撑薄膜制备技术为此提供了新的机遇。与块体材料及束缚在刚性衬底上的外延薄膜相比,自支撑薄膜具有极为优异的晶格调控自由度,可获得前所未有的极端一维、二维应变(应变梯度),并能够实现人工异质结的构建与器件集成等,为多铁性材料的研究提供了新的材料体系和契机。文章围绕自支撑钙钛矿氧化物(多)铁性材料及人工异质结,总结了最近的重要研究进展,并尝试初步探讨该方向未来可能面临的机遇与挑战。     

高密度极性拓扑结构与硅基半导体的集成

<正>拓扑学作为数学中的一个重要分支,主要研究拓扑空间在拓扑变换下的不变性质和不变量。近年来,拓扑学与材料科学的关联日益紧密,拓扑的概念逐渐被引入研究凝聚态物理中的奇异态,包括实空间中具有新颖极化/自旋构型的拓扑结构以及倒易空间中的拓扑现象等^[1—3]。铁电薄膜由于场致翻转的非易失性自发极化,在信息存储/处理、传感、谐振和能源等先进纳米功能器件中具有重要应用价值,因此探索其中的新颖拓扑结构及其物性成为当前凝聚态物理研究的重点之一^[4]。