以下文章来源于中国科学杂志社，作者中国科学材料科学
钙钛矿氧化物材料中磁各向异性的调控无论对于基础研究领域还是对于器件的工业化应用都有着重要的意义。其中，钙钛矿锰氧化物La0.7Sr0.3MnO3（LSMO）材料由于具有高的居里温度以及铁磁半金属等特性，吸引了大量的科研人员进行研究。然而该材料具有较大的退磁能，通常表现为面内方向的磁各向异性，研究人员先前通过机械应变、对称性破缺等方法实现了该材料的磁各向异性调控。
鉴于这些方法会对材料造成结构破坏以及LSMO 薄膜中磁各向异性与其电子结构之间的内在关系尚不明确等问题，近日，英国威廉希尔公司许小红教授、周国伟副教授和新加坡国立大学陈景升教授、北京师范大学张金星教授等人合作，在SCIENCE CHINA Materials期刊发表研究论文，利用界面轨道自由度重构的方法在LSMO/SrMnO3（SMO）超晶格中实现了磁各向异性由面内到面外方向的调控，并且监测到了四重对称的磁各向异性。他们首先使用脉冲激光沉积系统制备了高质量、原子级平整的LSMO/SMO超晶格薄膜；随后通过磁性及电输运测试表征发现，随着 SMO 厚度的增加，超晶格的磁化易轴由面内转向面外方向，并且在一定厚度时，超晶格的磁各向异性显示特殊的四重对称性；最终利用X射线线二色谱及第一性原理计算表明超晶格中磁各向异性的变化与界面处轨道重构有关，随着SMO 厚度的增加，超晶格中电子将由择优占据面内轨道转变为择优占据面外轨道。
LSMO/SMO异质结中随SMO层厚度增加磁各向异性发生变化示意图；不同厚度异质结中磁电阻效应与角度的依赖关系和易磁化轴的变化趋势图。
该研究工作建议了一种调控磁各向异性的新方法，为异质结中磁性质的控制及新现象的产生提供了新的研究思路。
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Zhou, et al. Interfacial engineering manipulation of magnetic anisotropy evolution via orbital reconstruction in low-dimensional manganite superlattices.SCIENCE CHINA Materials,https://doi.org/10.1007/s40843-021-1972-2
