原子尺度设计的磁性钴氧化物层数据集

研究团队利用结构近邻效应引起的巨大氧八面体倾转实现了单原胞层厚度的具有铁磁性的LaCoO3超薄膜，其饱和磁化强度达到了~0.7 μB/Co，相比之前的饱和磁化强度又增加了40%。研究人员采用过渡金属氧化物中具有超大氧八面体倾转的DyScO3作为调控层，通过构建单原胞层-单原胞层超晶格，将氧八面体的倾转传递到功能层LaCoO3中。扫描透射电镜的结果表明，LaCoO3仍然受到了衬底施加的张应力，同时Co-O-Co的键角从163°（块材）减小到约140°（超薄膜）。这一反常的实验现象也带来了电子态的转变。通过精确测量X射线吸收谱和线性偏振谱，结果证实了钴离子从低自旋态转变为较高自旋态。研究人员认为在张应力和八面体扭转的共同作用下，晶格场和能带带宽减小，使电子更愿意占据eg能级的dx2-y2轨道，促进钴离子发生自旋态转变。该唯象的解释也得到了第一性原理计算的佐证，通过改变氧八面体旋转的幅度，自旋态之间的能级差可以进行高效调控。数据集大小约为151 MB。数据类型包括txt，opj，png和dm3等。数据集可开放访问。