近日，我校物理科学与技术学院、自治区微尺度物理与原子制造重点实验室赵世峰课题团队在物理学科顶级期刊Physical Review Letters上发表题为“Tuning perpendicular magnetic anisotropy compatible with hybrid improper ferroelectricity via a geometrical route”的研究论文，实现了内蒙古大学以第一完成单位在高水平物理顶级论文发表零的突破。该团队在验证了La2NiMnO6/La2CoMnO6 （LNMO/LCMO）双钙钛矿超晶格体系的杂化非本征铁电机制（HIF）的基础上[Nature Communications, 2024, 15(1): 5549]，进一步提出了超晶格中氧八面体旋转/倾斜耦合Jahn-Teller（JT）畸变的几何控制策略，实现了PMA和HIF的耦合调节。
该工作提出的几何策略，通过解耦BO6氧八面体的几何相关畸变来诱导和耦合不适当的铁电性和垂直磁各向异性，并在La2NiMnO6/La2CoMnO6双钙钛矿超晶格中得到了系统的实验验证。强铁磁性和室温铁电性的共存得益于铁磁超交换相互作用下HIF机制的电子不相容性的减弱。PMA来源于自旋轨道耦合（SOC），并受JT畸变引起的晶体场分裂的调控。实验结果进一步揭示了垂直磁结构的微扰理论及其极化路径下调节的交换模型。这一几何策略为解决类似多铁共存悖论及构建特殊铁性序的物理问题提供了全新的介观尺度研究思路。
La2NiMnO6/La2CoMnO6双钙钛矿超晶格中杂化非本征铁电性和垂直各向异性磁性耦合调控的几何策略示意图
原文链接：https://doi.org/10.1103/q237-k8yg
我校物理科学与技术学院赵世峰教授为该论文的通讯作者，新加坡南洋理工大学高炜博教授和北京化工大学王聪副教授为共同通讯作者，内蒙古大学物理学博士生蒋垚祥、薛冬来和牛建国分别为该论文的第一作者和共同第一作者。论文以内蒙古大学为第一通讯单位和完成单位。该研究得到了国家自然科学基金面上项目、内蒙古自然科学基金重点项目和内蒙古自治区高校创新团队的资助。
主要作者简介：
蒋垚祥，2020级物理学在读博士，主要从事钙钛矿超晶格薄膜的多铁性调控研究。目前已完成脉冲激光沉积（PLD）设备“样品取放-传送”真空系统（Loadlock）的设计与改装；实现了钙钛矿超晶格薄膜的单晶外延制备及其原子级尺度的生长控制；在铁磁性双钙钛矿超晶格材料中设计并证实了室温杂化非本征铁电性的理论预言。以第一作者及共同第一作者发表SCI论文4篇（Phys. Phys. Lett., Nat. Commun., Small Methods, Appl. Phys. Lett.）。
赵世峰，内蒙古大学物理科学与技术学院教授、博士生导师。内蒙古自治区草原英才、内蒙古新世纪321人才工程第一层次人选、内蒙古自治区自然科学二等奖完成人（1/3）、内蒙古高等学校创新团队带头人、内蒙古草原英才创新团队负责人。主持973课题、国家基金面上项目等国家级项目7项，主持内蒙古自然基金重点、杰青项目等省部级项目6项，至今已在Phys. Rev. Lett.; Nat. Commun.; Acta Mater.; Appl. Phys. Lett.等物理权威期刊上发表论文150余篇。出版学术专著3部；授权发明专利及软件著作权共16项。目前主要研究方向：1. 团簇物理与原子制造；2. 多铁纳米材料与物理；3. 稀土功能氧化物材料与物理；4. 新型微纳米光电能源材料。
