研究人员发现了复杂氧化物中电子相分离现象的物理成因

一个中国联合小组进行了一项研究，发现了复杂氧化物中电子相分离现象的物理成因。

这项工作是由复旦大学的沈建与合肥物理研究所高磁场实验室的习传英和田明亮合作完成的，并发表在《美国国家科学院院刊》上。

锰矿中的电子相分离(EPS)是电子相的不均匀空间分布，其长度尺度远大于结构缺陷或化学掺杂剂不均匀分布的尺度。

不同的理论已经解释了早期锰氧化物中电子相分离的起源。一种理论认为由化学掺杂引起的无序是锰氧化物中电子相分离的起源。

如果可以生长出完全“干净”的样品，则相分离和非线性都会被类似双临界的相图所取代。但是，制备完全有序的掺杂样品非常困难，直接进行实验验证尚缺乏对锰氧化物中电子相分离的起源的研究，这仍存在争议。

为了解决这个问题，研究小组开始在稳定高磁场设备(SHMFF)WM1装置上进行联合工作，以便他们可以在极低温度和强磁场下收集实验数据。

通过使用逐层超晶格生长技术，他们制造了完全化学有序的“三色”锰超晶格，并将其性能与等价合金化锰矿薄膜进行了比较。

他们提供了直接的实验证据，表明化学掺杂引起的紊乱是锰氧化物中电子相分离的起源。

他们通过揭示复杂氧化物中电子相分离现象的物理起源，报道了在解决长期存在的挑战性难题方面的突破。