Study of the Effect of Inverse Magnetostriction in Ferromagnet/Ferroelectric Heterostructures Using Ab Initio Calculations

I. I. Gumarova; Гумарова И. И.; K. V. Evseev; Евсеев К. В.; A. A. Kamashev; Камашев А. А.; R. F. Mamin; Мамин Р. Ф.

doi:10.31857/S0023476123600544

Изучение эффекта обратной магнитострикции в гетероструктурах ферромагнетик/сегнетоэлектрик с помощью расчетов из первых принципов

Авторы: Гумарова И.И.¹^,2, Евсеев К.В.¹, Камашев А.А.¹, Мамин Р.Ф.¹
Учреждения:
1. Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского Казанского научного центра РАН
2. Казанский (Приволжский) федеральный университет
Выпуск: Том 68, № 5 (2023)
Страницы: 809-816
Раздел: ПОВЕРХНОСТЬ, ТОНКИЕ ПЛЕНКИ
URL: https://bakhtiniada.ru/0023-4761/article/view/137436
DOI: https://doi.org/10.31857/S0023476123600544
EDN: https://elibrary.ru/DNYSRJ
ID: 137436

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Исследованы гетероструктуры Fe/BaTiO₃, Fe/SrTiO₃, Co/BaTiO₃, Co/SrTiO₃, в которых проявляется магнитоэлектрический эффект. Показано, что с помощью внешнего электрического поля можно управлять магнитными свойствами тонких ферромагнитных пленок. При использовании методов расчетов из первых принципов исследованы структурные, электронные и магнитные свойства гетероструктур. Показано, что с помощью обратного пьезоэффекта можно уменьшить абсолютное значение вектора намагниченности ферромагнетика. Такой подход может стать основой для управления свойствами одного из ферромагнитных слоев сверхпроводящего спинового клапана и, как следствие, сверхпроводящими свойствами клапана.

Список литературы

Ota S., Ando A., Chiba D. // Nat. Electron. 2018. V. 1. P. 124. https://doi.org/10.1038/s41928-018-0022-3
Makarov D., Melzer M., Karnaushenko D., Shmidt O.G. // Appl. Phys. Rev. 2016. V. 3. P. 011101. https://doi.org/10.1063/1.4938497
Jia C., Zhao X., Lai Y.H. et al. // Nano Energy. 2019. V. 60. P. 476. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.03.053
Liy Y., Yang T., Zhang Y. et al. // Adv. Mater. 2019. V. 31. P. 1902783. https://doi.org/10.1038/s41928-018-0022-3
Won S.S., Seo H., Kawahara M. et al. // Nano Energy. 2019. V. 55. P. 182. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.10.068
Yao J., Song X., Gao X. et al. // ACS Nano. 2018. V. 12. P. 6767. https://doi.org/10.1021/acsnano.8b01936
Lu N., Zhang P., Zhang Q. et al. // Nature. 2017. V. 546. P. 124. https://doi.org/10.1038/nature22389
Cao D., Wang F., Jiang Z. et al. // J. Mater. Sci. 2016. V. 51. P. 3297. https://doi.org/10.1007/s10853-015-9656-y
Leksin P.V., Garif’yanov N.N., Garifullin I.A. et al. // Appl. Phys. Lett. 2010. V. 97. P. 102505. https://doi.org/10.48550/arXiv.1007.2511
Тихомирова Н.А., Баранов А.И., Гинзберг А.В. и др. // Письма в ЖЭТФ. 1983. Т. 38. С. 365. https://doi.org/10.48550/arXiv.1007.2511
Тихомирова Н.А., Донцова Л.И., Гигзберг А.В. и др. // ФТТ. 1988. Т. 30. С. 724. https://www.mathnet.ru/php/archive.phtml?wshow=paper&jrnid=ftt&paperid=4418&option_lang=rus
Zhao Y., Peng R., Guo Y. et al. // Adv. Functional Mater. 2021. V. 31. P. 2009376. https://doi.org/10.1002/adfm.202009376
Tsymbal E.Y., Duan C.G., Jaswal S.S. // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 31. P. 047201. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.97.047201
Duan C.G., Jaswal S.S., Tsymbal E.Y. // Phys. Rev. 2006. V. 97. P. 047201. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.97.047201
Sahoo S., Srinivas P., Duan C.G. et al. // Phys. Rev. 2007. V. 76. P. 092108. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.092108
Muller K.A., Burkard H. // Phys. Rev. 1979. V. 19. P. 3593. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.19.3593
Hohenberg P., Kohn W. // Phys. Rev. B. 1964. V. 136. P. 864. https://doi.org/10.1103/PhysRev.136.B864
Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. P. 3865. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865
Kohn W., Sham L.J. // Phys. Rev. A. 1965. V. 140. P. 1133. https://doi.org/10.1103/PhysRev.140.A1133
Blöchl P.E. // Phys. Rev. 1994. V. 50. P. 17953. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.50.17953
Kresse G., Furthmüller J. // Comp. Mater. Sci. 1996. V. 6. P. 15. https://doi.org/10.1016/0927-0256(96)00008-0
Kresse G., Furthmüller J. // Phys. Rev. 1996. V. 54. P. 11169. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.54.11169
Kresse G., Joubert D. // Phys. Rev. B. 1999. V. 59. P. 1758. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.59.1758
MedeA, version 3.6; Inc. San Diego, USA.
Monkhorst H.J., Pack J.D. // Phys. Rev. 1976. V. 13. P. 5188. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.13.5188
Blöchl P.E., Jepsen O., Andersen O.K. // Phys. Rev. 1994. V. 49. P. 16223. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.49.16223
Methfessel M., Paxton A.T. // Phys. Rev. 1989. V. 40. P. 3616. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.40.3616
Dudarev S.L., Botton G.A., Savrasov S.Y. et al. // Phys. Rev. 1998. V. 57. P. 1505. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.57.1505
Calderon C.E., Plata J.J., Toher C. // Comp. Mater. Sci. 2015. V. 108. P. 233. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2015.07.019
Oleinik I.I., Tsymbal E.Y., Pettifor D.G. // Phys. Rev. 2001. V. 65. P. 020401. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.98.115503