Figur 1:a) I stort sett (Pt, Pd) CoO2 kan ses som en omväxlande bunt av metalliska och isolerande skikt. Polär laddning vid den CoO2 -avslutade ytan gör dock ytskiktet metalliskt, och gör det möjligt att värdstater anmärkningsvärt annorlunda än de för bulk kristallen. Den bakomliggande orsaken till de fascinerande egenskaperna hos dessa tillstånd är CoO2 -oktahedran vid ytan (fig 1b). Det är energimässigt mer gynnsamt för elektroner att hoppa genom ytan (rosa) syre än genom det underjordiska (lila) syret, sålunda införs en stor energiskala för brytning av inversionssymmetri. Detta möjliggör i sin tur en maximal spinnspaltning att utvecklas, att nå storleken på atom-spin-orbit-koppling, som visas av fotoemissionsmätningen (fig 1c). Upphovsman:University of St Andrews
Forskning som leds av University of St Andrews för att utveckla en väg för att skapa yttillstånd med maximal energiskillnad mellan elektroner med olika snurr kan hjälpa till att designa material för användning i ny generation elektroniska enheter.
Kommer att publiceras imorgon Natur (28 september), forskare från University of St Andrews och Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids i Dresden, i samarbete med beamline -personal från Diamond Light Source och Elettra i Italien, beskrev en ny väg för att maximera centrifugeringen av yttillstånd.
Materialytorna kan vara värd för unika elektroniska egenskaper, där elektronerna beter sig väldigt annorlunda än interiören. Särskilt, de i egenskapen trasiga symmetrierna hos ytan jämfört med huvuddelen av provet möjliggör en separation av energitillstånd enligt deras snurrning. Snurradelningen är kärnan i ett antal föreslagna nya elektroniska enheter, där både laddning och centrifugering av elektroner kan användas. Denna teknik kan leda till effektivare dataöverföring och lagring. Dock, för att göra denna utveckling möjlig, det är nödvändigt att först förstå den bakomliggande fysiken för spindelning, och i synnerhet hur man maximerar effektens storlek.
Genom att överväga hierarkierna för energivågor i systemet, forskargruppen identifierade att en maximal spinnspaltningssituation kunde realiseras genom att först ha en mycket stor energiskala associerad med inversionssymmetri som bryts vid ytan. De mätte sedan den elektroniska strukturen för PtCoO 2 , PdCoO 2 och PdRhO 2 , alla som tillhör delafossitfamiljen av skiktade oxidmaterial, och fann en betydande snurrning, bevisar att detta scenario verkligen kan förverkligas. Deras resultat ger en användbar princip för design av nya material med intressanta och potentiellt användbara ytor och gränssnittstillstånd
Upphovsman:University of St Andrews
Huvudförfattare Veronika Sunko vid University of St Andrews, sade:"Det är viktigt att överväga energihierarkierna, och sedan för att hitta en struktur där det finns naturligt stora energivågor förknippade med att inversionssymmetri bryts vid ytan. "
