مقاومة مغنطيسية سبين هول في مغناطيس هيزنبرغ منخفض الأبعاد

نحن نبلغ عن مقاومة مغنطيسية سبين هول (SMR) في Pt المودع على فيلم رقيق من LaCoO₃ (LCO) تحت إجهاد شد، والذي يعتبر عازلاً مغناطيسياً مع درجة حرارة كوري T₂=850. تظهر الـ SMR اعتماداً قوياً على المجال المغناطيسي دون T₂، حيث تستمر سعة الـ SMR في الزيادة (بشكل خطي) مع زيادة المجال بعيدًا عن قيمة التشبع للمغناطيس. تنخفض سعة الـ SMR تدريجياً مع ارتفاع درجة الحرارة عبر T₂ وتظل قابلة للقياس حتى فوق T₂. علاوة على ذلك، لم يُلاحظ أي هيسترسيس في اعتماد المجال على الـ SMR. تشير هذه السلوكيات غير العادية إلى أن نظامًا مغناطيسيًا منخفض الأبعاد يتشكل عند سطح LCO وأن واجهة LCO/Pt تفصل مغناطيسياً عن بقية الفيلم الرقيق من LCO. يكشف تحليل مجهر الإلكترون الناقل للهيكل غير المتجانس عن تشكل طبقة رقيقة للغاية غنية بالكوبالت على سطح LCO عند إيداع Pt، والتي تفصلها طبقة غنية باللانثانوم/الأكسجين بسمك 1 نانومتر عن بقية فيلم LCO، ما يدعم وجود نظام مغناطيسي منخفض البُعد. لتفسير قياسات المقاومة المغناطيسية، نعيد النظر في اشتقاق تصحيحات الـ SMR ونربط موصلية خلط السبين بالدوال التوافقية بين الاسبين والكميات المجهرية التي تصف المغناطيسية عند الواجهة. تؤكد المقارنات بين النظرية والتجربة وجود مغناطيس هيزنبرغ منخفض الأبعاد عند الواجهة. تمهد نتائجنا الطريق لاستكشاف أنسجة مغناطيسية معقدة للأفلام العازلة من خلال قياسات نقل بسيطة.