强关联过渡金属氧化物因其各种奇异现象而广为人知。稀土镍酸盐(如 LaNiO 3)就是一个典型例子,它们的电子、自旋和晶格自由度之间具有紧密的互连。将它们配对成混合异质结构可以进一步增强其特性,从而产生隐藏相和突发现象。一个重要的例子是 LaNiO 3 /LaTiO 3 超晶格,其中已经观察到从 LaTiO 3 到 LaNiO 3 的层间电子转移,从而导致高自旋状态。然而,迄今为止尚未观察到与这种高自旋状态相关的宏观磁序出现。本文利用 μ 子自旋旋转、X 射线吸收和共振非弹性 X 射线散射,直接证明了在 LaNiO 3 /LaTiO 3 界面上出现了具有高磁振子能量和交换相互作用的反铁磁序。由于磁性是纯界面性的,单个 LaNiO 3 /LaTiO 3 界面本质上可以表现为原子级薄的强关联准二维反铁磁体,有可能在先进的自旋电子器件中实现技术应用。此外,其强准二维磁关联、轨道极化平面配体空穴和分层超晶格设计使其电子、磁性和晶格结构类似于超导铜酸盐和镍酸盐的前体态,但具有 S → 1 自旋态。
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