p Limites de grãos, que consistem em arranjos periódicos de unidades estruturais e são geralmente reconhecidos como uma fase "bidimensional, "pode ​​exibir novas propriedades que não existem no cristal bruto intrínseco. A continuidade alterada da ligação atômica nos limites dos grãos faz com que o ambiente químico local mude dramaticamente em algumas células unitárias, posteriormente alterar a atividade elétrica local, ordem magnética ou outras propriedades físicas. Os efeitos do contorno de grão nas propriedades são ainda mais significativos em óxidos complexos devido às interações substanciais entre redes e outros parâmetros de ordem. Portanto, Essa falta de homogeneidade de materiais com contornos de grão pode dominar toda a resposta em dispositivos em nanoescala e atraiu particular interesse no projeto de novos dispositivos funcionais. p A natureza dos defeitos estruturais é determinada por arranjos atômicos. Correlacionar as propriedades de um único dispositivo baseado em defeito com sua estrutura atômica específica é vital e um pré-requisito para a aplicação do dispositivo. Contudo, revelar experimentalmente essa relação estrutura-propriedade é muito desafiador devido ao tamanho atômico e à complexidade química e estrutural dos defeitos, especialmente para os óxidos de perovskita que contêm vários elementos.

p Em um novo artigo de pesquisa publicado no National Science Review , cientistas da Universidade de Pequim, Instituto de Física, Academia Chinesa de Ciências, e a Universidade de Tianjin apresentam um mecanismo atômico de magnetorresistência válvula de spin na assimetria SrRuO ₃ limite de grão. A estrutura atômica assimétrica é muito diferente da suposição comum baseada no protótipo perovskite SrTiO ₃ . As medições de transporte exibem a magnetorresistência da válvula de spin para o tamanho de centímetro como fabricado e largura subnm Σ5 (310) SrRuO ₃ limite de grão. A microscopia eletrônica de transmissão de varredura avançada e a espectroscopia revelam seus arranjos atômicos com base nos quais os cálculos dos primeiros princípios revelam suas propriedades eletrônicas.

p Os cientistas descobriram que, devido à distorção do octaedro Ru-O perto do limite de grão assimétrico, O orbital Ru d reconstrói e resulta na redução dos momentos magnéticos e na mudança da polarização do spin ao longo do contorno do grão, formando uma junção magnética / não magnética / magnética. Os cálculos ligam a estrutura atômica às propriedades de transporte.

p "Nossas descobertas podem nos ajudar a entender as propriedades de transporte do passado, como a magnetorresistência negativa e a ausência de magnetorresistência de tunelamento no SrRuO ₃ limite de grão, e também prever novos efeitos do SrRuO ₃ limite de grão, como o acoplamento magnetoelétrico interfacial quando SrRuO ₃ é usado como um eletrodo inferior para o crescimento de filmes finos ferroelétricos. "O Prof. Peng Gao disse, "Em uma perspectiva mais ampla, o controle da estrutura do defeito na escala atômica pode realizar propriedades físicas peculiares, fornecendo-nos uma nova estratégia para projetar dispositivos com novas propriedades magnéticas de baixa dimensão usando a engenharia de fronteira. "