近期，理學院應用物理系楊浩教授課題組在自旋動力學方面研究取得新進展。針對稀土鐵氧體TmFeO₃體系，研究人員借助于中科院國家強磁場中心的電子順磁共振譜儀（EPR）等設備對其低溫下的自旋動力學行為進行了研究，相關結果以“Spin reorientation transition and spin dynamics study of perovskite orthoferrite TmFeO₃ detected by electron paramagnetic resonance”為題發表在Physical Chemistry Chemical Physics上。

稀土鐵氧體TmFeO₃由于具有較強的自旋-聲子耦合效應，自旋再取向行為，以及多鐵性等多種物理特性，使得此類材料有望廣泛應用于高速存儲器，磁控開關，和磁傳感器等新型自旋電子器件中。然而該類材料所展現出的這些複雜行為的物理機制國際上還沒有統一的認識，特别是80K附近發生自旋再取向本質原因還尚不清楚。本課題組的Poorva Sharma 博士和樊濟宇老師在他們前期工作的基礎之上，通過仔細分析2.0K-90.0K 之間TmFeO₃電子順磁共振譜變化，研究其自旋馳豫時間的變化規律，發現該材料同時具有自旋-自旋馳豫機制和自旋-晶格自旋機制，并且該類材料在低溫下顯示出較強的自旋-晶格耦合作用。研究發現這一作用對在80K附近産生自旋再取向起到關鍵作用。

圖：（左）TmFeO₃樣品電子順磁共振譜随溫度變化曲線；（右）有效g因子，共振場，橫向自旋馳豫率等參數随溫度變化曲線。

       在這項研究工作中，低溫EPR測試工作得到了中科院強磁場中心童偉研究員大力支持。此外，該項研究還得到了國内相關合作課題組支持主要包括上海大學（曹世勳教授和任偉教授），揚州大學（王彩霞教授），以及蘇州科技大學（馬春蘭教授）；國外合作小組支持包括俄羅斯（Lomonosov Moscow State University，Nikolai Perov教授）和印度（UGC-DAE-Consortium for Scientific Research，Indore， Arvind Yogi 博士）。南京航空航天大學理學院為該文章的第一單位，理學院物理系Poorva Sharma博士為文章第一作者，樊濟宇老師和楊浩教授為文章的共同通訊作者。

（文章鍊接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2020/CP/D0CP00918K）