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Origin of Interface Magnetism in BiMnO_{3}/SrTiO_{3} and LaAlO_{3}/SrTiO_{3} Heterostructures

Résumé

Possible ferromagnetism induced in otherwise nonmagnetic materials has been motivating intense research in complex oxide heterostructures. Here we show that a confined magnetism is realized at the interface between SrTiO3 and two insulating polar oxides, BiMnO3 and LaAlO3. By using polarization dependent x-ray absorption spectroscopy, we find that in both cases the magnetism can be stabilized by a negative exchange interaction between the electrons transferred to the interface and local magnetic moments. These local magnetic moments are associated with magnetic Ti3+ ions at the interface itself for LaAlO3/SrTiO3 and to Mn3+ ions in the overlayer for BiMnO3/SrTiO3. In LaAlO3/SrTiO3 the induced magnetism is quenched by annealing in oxygen, suggesting a decisive role of oxygen vacancies in this phenomenon.

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Magnetic domain
A magnetic domain is a region within a magnetic material in which the magnetization is in a uniform direction. This means that the individual magnetic moments of the atoms are aligned with one another and they point in the same direction. When cooled below a temperature called the Curie temperature, the magnetization of a piece of ferromagnetic material spontaneously divides into many small regions called magnetic domains. The magnetization within each domain points in a uniform direction, but the magnetization of different domains may point in different directions.
Susceptibilité magnétique des roches
La susceptibilité magnétique, appliquée à l'étude des roches, permet de retrouver l'orientation magnétique des minéraux dans celles-ci par rapport au champ magnétique ambiant de l'époque. Cette discipline assez récente prend de plus en plus de place dans le domaine de la géologie. L'étude de l'orientation des minéraux selon le champ magnétique de l'époque est utile aussi dans le domaine du magmatisme et du paléomagnétisme dans le cas des dorsales océaniques afin de démontrer la théorie de la tectonique des plaques.
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