交换偏置现象自1956年在Co(铁磁) /CoO(反铁磁)体系中发现以来，常认为发生在铁磁/反铁磁异质界面处，现在已经可以成功的应用在自旋阀、磁记录、磁读头等器件中。目前在氧化物材料中研究交换偏置现象已经成为这一领域的热点。近年来，由于原子级精度制备技术的提高，在钙钛矿异质结构界面处常出现很多新奇的物理现象，例如：高温超导、磁电耦合、二维电子气及交换偏置等。
周国伟同学（博士研究生）选择铁磁材料La0.7Sr0.3MnO3（LSMO）与顺磁材料LaNiO3(LNO)，在带有原位高能电子反射检测系统(RHEED)的脉冲激光沉积设备上，制备了不同原子层比例的(LSMO-LNO)高质量超晶格薄膜，发现(5-2)比例超晶格薄膜的交换偏置值可高达745 Oe。从同步辐射软x射线吸收谱、x射线磁圆二色谱、输运性质等结果可以得出，这种巨大交换偏置现象主要源于两方面的贡献。首先，在异质结构界面处，由于Mn→Ni电荷转移产生的局域铁磁性，这种局域磁性会对铁磁LSMO起到部分钉扎作用。其次，LNO当厚度减薄时发生金属顺磁性到绝缘反铁磁性的转变。由于界面局域磁性与薄LNO的反铁磁性对铁磁材料LSMO的共同钉扎，导致(5-2)薄膜中的出现很强交换偏置。这一研究，不仅阐明了该异质界面出现巨大交换偏置的物理机制，而且验证了人工异质结构设计是一种发现新奇现象的有效方法。相关成果发表在ACS Appl. Mater. Interfaces2017, 9, 3156-3160.
全文链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.6b14372
