Теперь команда Мануэля Бибеса, CNRS Thales в Палезо, Франция, в сотрудничестве с учеными из HZB в районе Серджио Валенсии и несколькими европейскими группами, разработала новый подход к адаптации свойств интерфейса. Вместе они разработали серию экспериментов на синхротронном источнике BESSY II, чтобы пролить больше света на появление таких изменений свойств, определив новую «ручку» для их управления.Редкоземельные элементы влияют на перенос зарядаОбразцы, которые команда Мануэля Бибеса действительно произвела, состояли из сэндвича из 2 нм пленок гадолиния-титаната (GdTiO3) и «R» -никелата (RNiO3), где R — редкоземельный элемент. «Нам удалось объединить два очень разных оксида переходных металлов: в то время как в титанате электроны в химических связях сильно локализованы вокруг ионов, на стороне никелата эти электроны распределяются между ионами никеля и кислорода и, таким образом, имеют высокую ковалентность. , — объясняет Мануэль Бибес.
При соединении обоих материалов часть заряда переносится с титанатного слоя на никелатный. Они исследовали этот процесс переноса заряда для образцов, содержащих различные редкоземельные элементы в слое никелата, такие как лантан, неодим и самарий, на BESSY II.Их результаты показывают, что перенос заряда на границе раздела материалов сильно зависит от редкоземельного элемента в слое никелата. Различные редкоземельные элементы имеют разные атомные радиусы (размеры).
Это изменяет взаимодействие между атомами Ni и O и степень «ковалентности» между Ni и O. Об этом уже было известно, но теперь ученые заметили, что это также влияет на заряд, передаваемый от GdTiO3 к никелатной пленке. «Это ключевой результат», — поясняет Серхио Валенсия из HZB. «Мы нашли новую» ручку. «Ковалентность (которая регулируется изменением R) контролирует перенос заряда между титанатом и никелатом».Наблюдается ферромагнетизм, поиск сверхпроводимости продолжается.
Подобная настройка переноса заряда может позволить также контролировать образование новых межфазных фаз. Например, ученые наблюдали новую ферромагнитную фазу на границе раздела. «Наша работа может помочь в продолжающихся поисках купратоподобной сверхпроводимости в никелатных гетероструктурах», — говорит Валенсия. «Мы надеемся, что это исследование поможет разработать более совершенные интерфейсы для изучения новых захватывающих фаз материи на стыках между ковалентными материалами», — добавляет Бибс.