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Multi-messenger nanoprobes of hidden magnetism in a strained manganite.
Nature Materials ( IF 37.2 ) Pub Date : 2019-12-16 , DOI: 10.1038/s41563-019-0533-y A S McLeod 1 , Jingdi Zhang 2, 3 , M Q Gu 4 , F Jin 5 , G Zhang 2 , K W Post 2 , X G Zhao 6 , A J Millis 1 , W B Wu 5, 7 , J M Rondinelli 4 , R D Averitt 2 , D N Basov 1
Nature Materials ( IF 37.2 ) Pub Date : 2019-12-16 , DOI: 10.1038/s41563-019-0533-y A S McLeod 1 , Jingdi Zhang 2, 3 , M Q Gu 4 , F Jin 5 , G Zhang 2 , K W Post 2 , X G Zhao 6 , A J Millis 1 , W B Wu 5, 7 , J M Rondinelli 4 , R D Averitt 2 , D N Basov 1
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The ground-state properties of correlated electron systems can be extraordinarily sensitive to external stimuli, offering abundant platforms for functional materials. Using the multi-messenger combination of atomic force microscopy, cryogenic scanning near-field optical microscopy, magnetic force microscopy and ultrafast laser excitation, we demonstrate both 'writing' and 'erasing' of a metastable ferromagnetic metal phase in strained films of La2/3Ca1/3MnO3 (LCMO) with nanometre-resolved finesse. By tracking both optical conductivity and magnetism at the nanoscale, we reveal how strain-coupling underlies the dynamic growth, spontaneous nanotexture and first-order melting transition of this hidden photoinduced metal. Our first-principles calculations reveal that epitaxially engineered Jahn-Teller distortion can stabilize nearly degenerate antiferromagnetic insulator and ferromagnetic metal phases. We propose a Ginzburg-Landau description to rationalize the co-active interplay of strain, lattice distortions and magnetism nano-resolved here in strained LCMO, thus guiding future functional engineering of epitaxial oxides into the regime of phase-programmable materials.
中文翻译：
应变锰矿中隐藏磁性的多信使纳米探针。
相关电子系统的基态特性可能对外部刺激异常敏感，为功能材料提供了丰富的平台。使用原子力显微镜，低温扫描近场光学显微镜，磁力显微镜和超快激光激发的多信使相结合，我们证明了La2 / 3Ca1应变膜中亚稳态铁磁金属相的“书写”和“擦除”。 / 3MnO3（LCMO）具有纳米级的分辨能力。通过跟踪纳米级的光导率和磁性，我们揭示了应变耦合是该隐藏的光诱导金属的动态生长，自发纳米纹理和一阶熔融转变的基础。我们的第一性原理计算表明，外延设计的Jahn-Teller畸变可以稳定几乎退化的反铁磁绝缘体和铁磁金属相。我们提出了Ginzburg-Landau描述，以合理化应变LCMO中此处解析的应变，晶格畸变和磁性纳米相互作用的相互作用，从而将未来的外延氧化物功能工程引入相可编程材料范围。
更新日期：2019-12-17
中文翻译：
应变锰矿中隐藏磁性的多信使纳米探针。
相关电子系统的基态特性可能对外部刺激异常敏感，为功能材料提供了丰富的平台。使用原子力显微镜，低温扫描近场光学显微镜，磁力显微镜和超快激光激发的多信使相结合，我们证明了La2 / 3Ca1应变膜中亚稳态铁磁金属相的“书写”和“擦除”。 / 3MnO3（LCMO）具有纳米级的分辨能力。通过跟踪纳米级的光导率和磁性，我们揭示了应变耦合是该隐藏的光诱导金属的动态生长，自发纳米纹理和一阶熔融转变的基础。我们的第一性原理计算表明，外延设计的Jahn-Teller畸变可以稳定几乎退化的反铁磁绝缘体和铁磁金属相。我们提出了Ginzburg-Landau描述，以合理化应变LCMO中此处解析的应变，晶格畸变和磁性纳米相互作用的相互作用，从而将未来的外延氧化物功能工程引入相可编程材料范围。
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