Изучение эффекта обратной магнитострикции в гетероструктурах ферромагнетик/сегнетоэлектрик с помощью расчетов из первых принципов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследованы гетероструктуры Fe/BaTiO3, Fe/SrTiO3, Co/BaTiO3, Co/SrTiO3, в которых проявляется магнитоэлектрический эффект. Показано, что с помощью внешнего электрического поля можно управлять магнитными свойствами тонких ферромагнитных пленок. При использовании методов расчетов из первых принципов исследованы структурные, электронные и магнитные свойства гетероструктур. Показано, что с помощью обратного пьезоэффекта можно уменьшить абсолютное значение вектора намагниченности ферромагнетика. Такой подход может стать основой для управления свойствами одного из ферромагнитных слоев сверхпроводящего спинового клапана и, как следствие, сверхпроводящими свойствами клапана.

Об авторах

И. И. Гумарова

Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского Казанского научного центра РАН; Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: iipiyanzina@kpfu.ru
Россия, Казань; Россия, Казань

К. В. Евсеев

Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского Казанского научного центра РАН

Email: iipiyanzina@kpfu.ru
Россия, Казань

А. А. Камашев

Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского Казанского научного центра РАН

Email: iipiyanzina@kpfu.ru
Россия, Казань

Р. Ф. Мамин

Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского Казанского научного центра РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: iipiyanzina@kpfu.ru
Россия, Казань

Список литературы

  1. Ota S., Ando A., Chiba D. // Nat. Electron. 2018. V. 1. P. 124. https://doi.org/10.1038/s41928-018-0022-3
  2. Makarov D., Melzer M., Karnaushenko D., Shmidt O.G. // Appl. Phys. Rev. 2016. V. 3. P. 011101. https://doi.org/10.1063/1.4938497
  3. Jia C., Zhao X., Lai Y.H. et al. // Nano Energy. 2019. V. 60. P. 476. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.03.053
  4. Liy Y., Yang T., Zhang Y. et al. // Adv. Mater. 2019. V. 31. P. 1902783. https://doi.org/10.1038/s41928-018-0022-3
  5. Won S.S., Seo H., Kawahara M. et al. // Nano Energy. 2019. V. 55. P. 182. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.10.068
  6. Yao J., Song X., Gao X. et al. // ACS Nano. 2018. V. 12. P. 6767. https://doi.org/10.1021/acsnano.8b01936
  7. Lu N., Zhang P., Zhang Q. et al. // Nature. 2017. V. 546. P. 124. https://doi.org/10.1038/nature22389
  8. Cao D., Wang F., Jiang Z. et al. // J. Mater. Sci. 2016. V. 51. P. 3297. https://doi.org/10.1007/s10853-015-9656-y
  9. Leksin P.V., Garif’yanov N.N., Garifullin I.A. et al. // Appl. Phys. Lett. 2010. V. 97. P. 102505. https://doi.org/10.48550/arXiv.1007.2511
  10. Тихомирова Н.А., Баранов А.И., Гинзберг А.В. и др. // Письма в ЖЭТФ. 1983. Т. 38. С. 365. https://doi.org/10.48550/arXiv.1007.2511
  11. Тихомирова Н.А., Донцова Л.И., Гигзберг А.В. и др. // ФТТ. 1988. Т. 30. С. 724. https://www.mathnet.ru/php/archive.phtml?wshow=paper&jrnid=ftt&paperid=4418&option_lang=rus
  12. Zhao Y., Peng R., Guo Y. et al. // Adv. Functional Mater. 2021. V. 31. P. 2009376. https://doi.org/10.1002/adfm.202009376
  13. Tsymbal E.Y., Duan C.G., Jaswal S.S. // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 31. P. 047201. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.97.047201
  14. Duan C.G., Jaswal S.S., Tsymbal E.Y. // Phys. Rev. 2006. V. 97. P. 047201. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.97.047201
  15. Sahoo S., Srinivas P., Duan C.G. et al. // Phys. Rev. 2007. V. 76. P. 092108. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.092108
  16. Muller K.A., Burkard H. // Phys. Rev. 1979. V. 19. P. 3593. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.19.3593
  17. Hohenberg P., Kohn W. // Phys. Rev. B. 1964. V. 136. P. 864. https://doi.org/10.1103/PhysRev.136.B864
  18. Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. P. 3865. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865
  19. Kohn W., Sham L.J. // Phys. Rev. A. 1965. V. 140. P. 1133. https://doi.org/10.1103/PhysRev.140.A1133
  20. Blöchl P.E. // Phys. Rev. 1994. V. 50. P. 17953. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.50.17953
  21. Kresse G., Furthmüller J. // Comp. Mater. Sci. 1996. V. 6. P. 15. https://doi.org/10.1016/0927-0256(96)00008-0
  22. Kresse G., Furthmüller J. // Phys. Rev. 1996. V. 54. P. 11169. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.54.11169
  23. Kresse G., Joubert D. // Phys. Rev. B. 1999. V. 59. P. 1758. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.59.1758
  24. MedeA, version 3.6; Inc. San Diego, USA.
  25. Monkhorst H.J., Pack J.D. // Phys. Rev. 1976. V. 13. P. 5188. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.13.5188
  26. Blöchl P.E., Jepsen O., Andersen O.K. // Phys. Rev. 1994. V. 49. P. 16223. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.49.16223
  27. Methfessel M., Paxton A.T. // Phys. Rev. 1989. V. 40. P. 3616. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.40.3616
  28. Dudarev S.L., Botton G.A., Savrasov S.Y. et al. // Phys. Rev. 1998. V. 57. P. 1505. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.57.1505
  29. Calderon C.E., Plata J.J., Toher C. // Comp. Mater. Sci. 2015. V. 108. P. 233. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2015.07.019
  30. Oleinik I.I., Tsymbal E.Y., Pettifor D.G. // Phys. Rev. 2001. V. 65. P. 020401. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.98.115503

Дополнительные файлы


© Российская академия наук, 2023