Взаимосвязь между электронными корреляциями, магнитным состоянием и структурным ограничением в сверхтонких пленках LaNiO3
Н. О. Вамбольд+, Г. А. Сажаев*, И. В. Леонов×+
+Физико-технологический институт, Уральский федеральный университет, 620002 Екатеринбург, Россия
*Институт естественных наук и математики, Уральский федеральный университет, 620002 Екатеринбург, Россия
×Институт физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения РАН, 620108 Екатеринбург, Россия
Abstract
В данной работе представлено теоретическое исследование влияния
электронных корреляций и структурного ограничения на электронные свойства
и магнитное состояние тонких пленок LaNiO3 (LNO), эпитаксиально
осажденных на подложку (001) LaAlO3 (LAO). В рамках применения
метода DFT + U были вычислены электронная структура, магнитные свойства и
фазовое равновесие тонких пленок (LNO) толщиной 1.5 элементарной ячейки с
обрывом связей по слою NiO2. Полученные результаты показывают сложное
разнообразие электронных состояний, вызванное эффектами структурного
ограничения, переноса заряда и электронных корреляций. Расчеты
свидетельствуют о появлении зарядового расслоения ионов Ni с вектором
(110) в интерфейсном слое NiO2 антиферромагнитно упорядоченных тонких
пленок LNO. Более того, электронные состояния как
антиферромагнитные, так и ферромагнитные LNO/LAO демонстрируют
большую орбитальную поляризацию ионов Ni в поверхностных слоях NiO2.
Было высказано предположение, что решающую роль для объяснения фазового
перехода металл-диэлектрик, экспериментально наблюдаемого в тонких
пленках LNO/LAO, играет формирование кислородных дефектов.