在铁磁钌酸锶超薄膜中实现光致Mott绝缘体-金属相变

近日，南京大学电子科学与工程学院王学锋教授、张荣教授团队与合作者在铁磁钌酸锶（SrRuO₃）超薄膜中实现了光致Mott绝缘体-金属相变，并发现了一种全新的具有中间自旋态的亚稳铁磁金属相。该成果以“Light-Induced Mott Insulator-to-Metal Phase Transition in Ultrathin Intermediate-Spin Ferromagnetic Perovskite Ruthenates”为题发表在国际学术期刊《Advanced Materials》上。

该工作重点研究了关联氧化物SrRuO₃超薄膜的原子精度上的外延生长，通过紫外光激发过程诱导了铁磁SrRuO_3-δ超薄层可逆的Mott绝缘体-金属相变，观察到了一种全新的具有中间自旋态的亚稳铁磁金属相SrRuO_3-δ，并结合第一性原理计算揭示了Mott绝缘体-金属相变的物理机制。该工作所展示的异质结中光激发电荷转移诱导量子相变的策略为在低维关联电子体系中发现更多新型量子相（如非常规超导）和室温铁磁性提供了新的途径，也为低维关联电子体系在自旋光电器件中的应用开发打开了新的思路。

该研究成果以“Light-Induced Mott Insulator-to-Metal Phase Transition in Ultrathin Intermediate-Spin Ferromagnetic Perovskite Ruthenates”为题发表在国际学术期刊《Advanced Materials》上，同时被选为期刊内封底 (Inside Back Cover)文章。南京大学王学锋教授和中科院宁波材料所钟志诚研究员为该论文的共同通讯作者。南京大学电子科学与工程学院博士生刘汝新、西北大学司良教授和南京邮电大学钮伟副教授为论文的共同第一作者。该项研究工作得到了国家自然科学基金、科技部国家重点研发计划、中央高校基本科研业务费和中科院前沿科学重点研究计划等项目的资助。此外，南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心、江苏省光电信息功能材料重点实验室以及微制造与集成工艺中心等研究平台对该工作也给予了重要支持。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202211612