Pristupačnost
Znanstvenici s Fizičkog odsjeka Ana Najev, Miroslav Požek i Damjan Pelc sa suradnicima na Sveučilištu u Minnesoti (SAD) objavili su rad u časopisu Physical Review Letters pod naslovom ‘Uniaxial strain control of bulk ferromagnetism in rare-earth titanates’, u kojem pokazuju snažan utjecaj uniaksijalnog naprezanja na magnetizam u modelnim Mottovim izolatorima iz skupine titanata rijetkih zemalja.
Oksidi prijelaznih metala često posjeduju kompleksne fazne dijagrame i mnoštvo elektronski uređenih faza, te spadaju među najistraživanije materijale u fizici kondenzirane materije. Međutim, upotreba uniaksijalnog naprezanja za istraživanje njihovih svojstava započela je tek nedavno, i do sada nije bio proučavan utjecaj vanjskog naprezanja na feromagnetizam. U ovom radu je po prvi put pokazana mogućnost znatnog povećanja odnosno smanjenja Curieve temperature pod djelovanjem tlačnog naprezanja, što otvara mnoge mogućnosti za fundamentalna istraživanja i primjene. Kao modelni sustav upotrijebljeni su titanati rijetkih zemalja bazirani na feromagnetskom Mottovom izolatoru YTiO3, koji su zbog niske strukturne simetrije i anizotropnih elektronskih korelacija gotovo idealni materijali za selektivnu manipulaciju magnetizmom pomoću naprezanja.
U eksperimentalnom dijelu rada provedena su mjerenja ovisnosti magnetske susceptibilnosti na seriji uzoraka (Y,La,Ca)TiO3 uz in situ naprezanje uzduž tri različite kristalografske osi, te su opažene znatne promjene Curieve temperature (slika). U teorijskom dijelu su iz ab initio računa određeni parametri Heisenbergovog modela za spinove u YTiO3, te je dobiveno izvrsno slaganje s eksperimentalnom ovisnošću temperature prijelaza o naprezanju, bez slobodnih parametara. Otkriveno je da ključnu ulogu igraju rotacije TiO3 oktaedara pod utjecajem naprezanja, koje moduliraju jačinu superizmjene između spinova na atomima titana, što je značajno za širok spektar oksida s oktaedarskim strukturnim motivima.
Referenca: A. Najev et al., Phys. Rev. Lett. 128, 167201 (2022)
