合肥中科大新材料有限公司

　　本報(bào)訊

記者昨日從中科大獲悉，該校陸亞林教授量子功能材料和先進(jìn)光子技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)在研究新型高溫、高對(duì)稱性鐵磁絕緣體過程中，通過把高質(zhì)量氧化物薄膜制備與同步輻射先進(jìn)光電學(xué)探測(cè)、第一性原理計(jì)算等相結(jié)合，成功地發(fā)現(xiàn)了高于液氮溫度（77K）的高對(duì)稱性鐵磁絕緣體，并解釋了產(chǎn)生高溫鐵磁轉(zhuǎn)變現(xiàn)象的新機(jī)制。相關(guān)研究成果發(fā)表在3月5日出版的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。

通常磁性材料可分為鐵磁性和反鐵磁性，而在真實(shí)的材料中，鐵磁材料通常是導(dǎo)電的，反鐵磁材料通常是絕緣的。隨著量子科技的發(fā)展，對(duì)量子功能材料的性能逐漸有了更多需求，如在量子拓?fù)淦骷行枰^緣的鐵磁材料（鐵磁絕緣體），同時(shí)需要該鐵磁絕緣體具有高晶格對(duì)稱性，以利于與其他材料外延生長(zhǎng)成未來量子器件；需要具有盡可能高的鐵磁轉(zhuǎn)變溫度，以利于更接近于器件的現(xiàn)實(shí)工作環(huán)境等。為了獲得能在高溫下工作的、具有易外延生長(zhǎng)能力的、高對(duì)稱性結(jié)構(gòu)的鐵磁絕緣體，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了充分的材料篩選，認(rèn)為L(zhǎng)aCoO3薄膜是有可能成為一個(gè)高對(duì)稱性鐵磁絕緣體的研究對(duì)象。在本項(xiàng)工作中，該團(tuán)隊(duì)成員發(fā)揮了高質(zhì)量單晶薄膜制備的優(yōu)勢(shì)，研制了高質(zhì)量、近似無缺陷的LaCoO3薄膜并深入研究了其鐵磁性的來源，發(fā)現(xiàn)LaCoO3薄膜確實(shí)是一個(gè)罕見的高溫鐵磁絕緣體，其鐵磁轉(zhuǎn)變溫度可以高達(dá)85K，是以往研究過材料的5倍，并高于液氮溫度。通過制備不同氧含量、不同應(yīng)力、不同厚度的LaCoO3薄膜，發(fā)現(xiàn)了氧缺陷的濃度增加會(huì)引起鐵磁性的削弱，乃至鐵磁性會(huì)完全消失；通過第一性原理計(jì)算，發(fā)現(xiàn)了和實(shí)驗(yàn)基本一致的結(jié)論。

這些實(shí)驗(yàn)和理論工作充分解釋并證明了LaCoO3薄膜鐵磁絕緣機(jī)制，為未來研制高質(zhì)量磁性量子器件等應(yīng)用需求提供了亟需的新材料。

（記者 李想）