最近，得益于原子级别可控薄膜制备技术的实现，在钙钛矿氧化物异质结界面处出现了很多奇异的物理现象，例如界面处的二维电子气、铁磁同超导的共存、磁电耦合效应等。目前，有研究人员在反铁磁材料LaMnO3与顺磁材料LaNiO3组成的人工超晶格体系中，观察到了新奇的交换偏置效应，更为有趣的是该偏置效应仅存在于较难外延生长的(111)取向，而在更易外延沉积的(001)取向中并未发现。然而，本课题组在制备的三种不同取向的高质量LaMnO3/LaNiO3超晶格中均发现了本征的交换偏置现象，并对这一现象进行了详细的研究。
周国伟博士(导师为许小红教授)，利用带有原位反射式高能电子衍射的脉冲激光沉积系统，精确的调控LaMnO3/LaNiO3超晶格体系中的LaNiO3厚度，通过磁性测试发现了交换偏置出现的临界厚度。进一步，利用同步辐射软X射线吸收谱、X射线线性二色谱、第一性原理计算等手段研究，发现了LaNiO3厚度变化对界面处Mn/Ni离子间的电荷转移、轨道占据的影响。通过分析微观自由度与宏观磁性之间的联系，探明了交换偏置与LaNiO3厚度的依赖性，为该体系的进一步研究应用提供了重要的参考价值。
相关成果以《Exchange Bias Effect and Orbital Reconstruction in (001)-Oriented LaMnO3/LaNiO3 Superlattices》为题，于2017年10月23日在线发表在ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 39855-39862。(IF: 7.504)
全文链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.7b14503
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| 图：在LaMnO3/LaNiO3体系中受LaNiO3厚度变化影响的 (a)界面处轨道占据的变化，(b)交换偏置现象的临界厚度。 |
