高温磁性绝缘体新进展

近日，中国科学出版集团旗下国际材料学领域综合期刊《中国科学材料》（Science China Materials, 2020, 63(7):1330-1336）发表了实验室陆亚林教授课题组与合作团队完成的研究成果“A new high-temperature perovskite-like magnetic insulator”。

在快速发展的量子自旋电子器件和磁性隧道结需求的驱动下，我们急需寻找一种出色的铁磁绝缘材料。不幸的是，铁磁绝缘体本质上是很罕见的，要找到一种同时具有高居里温度和高对称性、可用于未来设备的铁磁绝缘材料十分困难。

陆亚林教授团队通过使用固相反应的方法制备了Co掺杂的五层Sillen-Aurivillius氧化物Bi₈Fe_2.8Co_0.2Ti₂O₂₀Cl，已经成功地实现了良好的室温铁磁性能和绝缘性能，其中的室温铁磁性能甚至优于所有相同钴掺杂量下具有不同层数的Co掺杂的Aurivillius氧化物。更让人惊讶的是，此种材料实现了约805 K的高居里温度。据我们所知，这是第一次在高对称结构的层状氧化物中实现这种铁磁绝缘性能，这有利于许多新型磁性器件的开发。这些发现为高度对称的室温铁磁绝缘子提供了新的思路，也为进一步研究其基础应用提供了基础。该研究得到了上海光源BL08U1-A线站重点课题和国家自然科学基金委的支持。

图1. 材料的磁性能和绝缘性能

图2. Fe 2p的XMCD图谱

原文链接http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s40843-020-1309-2