El SrRuO3 es uno de los pocos óxidos metálicos de transición 4d conocidos con una temperatura de Curie de hasta 160 K. Sus peculiares propiedades físicas han despertado interés en la comunidad científica durante los últimos cincuenta años y recientemente en el sector de las ciencias aplicadas debido a su capacidad para actuar como una capa eléctricamente conductora dentro de un dispositivo de heteroestructura magnética como los usados en tecnologías de almacenamiento de datos.
En este estudio, los investigadores han fabricado finas capas en tensión sobre substratos de SrTiO3 de orientación (001)- y (111)- y las han comparado con cristales puros de SrRuO3 en distensión. La tecnología para crear las finas capas de SrRuO3 sobre un substrato de SrTiO3de orientación (001) es ampliamente conocida. En cambio, la producción sistemática de finas capas en substrato de SrTiO3 de orientación (111) es muy reciente.
Mediante la luz sincrotrón de la línea de luz BOREAS, los investigadores querían determinar si la tensión compresiva del SrTiO3 puede inducir una transición en el estado de spin de los cationes Ru4+ y si el momento orbital magnético del Ru está extinguido (i.e., cercano a cero). Con este fin, se realizó un estudio de dicroísmo magnético circular de rayos X (XMCD) en los bordes de absorción L2,3 del Ru.
Los resultados muestran que, tanto en las muestras en tensión como en distensión, el momento orbital del Ru es cercano a cero y que el spin del Ru (y por lo tanto el momento magnético de spin asociado) es cercano al estado de bajo spin S=1, en concordancia con los cálculos teóricos de la forma del espectro de absorción del Ru L2,3 (ver Fig. 1).
Fig. 1: Espectros de absorción de rayos X (XAS) y de dicroísmo magnético circular (XMCD) del Ru L2,3 (la señal del espectro XMCD del L3 se ha invertido para mayor claridad). El último espectro teórico muestra una transición de estado de alto spin (HS) S=2 a un estado de bajo spin (LS) S=1 de los átomos de Ru como función del campo de unión del cristal. La mayor concordancia entre el experimento y los cálculos teóricos se obtiene para un cristal de Ru con una fuerza de campo de 2.62 eV (líneas rojas solidas y punteadas en la parte inferior).
