沈健殷立峰课题组锰氧化物大尺度电子相分离的物理机制研究成果
发布时间: 2020-11-06     文章作者:     访问次数: 10

复旦大学物理系沈健教授、殷立峰教授、郑长林研究员、向红军教授以及美国田纳西大学物理与天文学系Elbio Dagotto教授等人报道了锰氧化物大尺度电子相分离的物理机制。关联电子体系中普遍存在着电子相分离现象,即不同电子相在空间分布的不均匀性。早期有理论表明,化学掺杂导致的无序可能是锰氧化物中电子相分离现象的起因,但是这种无序是局域的,只有纳米量级。而一些特殊体系,譬如La1/3Pr1/3Ca1/3MnO3,其电子相分离的尺度居然达到了微米量级。因此锰氧化物中电子相分离的物理机制一直存在争议:纳米量级的无序能否造成微米尺度的电子相分离?

此项工作通过制备(LaMnO3)/(PrMnO3)/(CaMnO3)三层超晶格的方式,完全消除了体系中的无序作用,实验发现体系的基态为反铁磁绝缘体,无电子相分离现象,直接从实验上证明了锰氧化物中大尺度电子相分离的物理机制是化学掺杂导致的无序,使得十几年来一直存在争议的问题得到解决。相关结果以“Direct Experimental Evidence of Physical Origin of Electronic Phase Separation in Manganites”为题发表在Proceedings of the National Academy of Sciences

a)化学无序掺杂的La1/3Pr1/3Ca1/3MnO3薄膜中大尺度电子相分离随磁场的变化。(b)化学有序掺杂的(LaMnO3)/(PrMnO3)/(CaMnO3)超晶格薄膜处于电荷有序的反铁磁绝缘态,无电子相分离。



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