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鐵磁絕緣體是兼具鐵磁有序與絕緣特性的量子材料。但是，自然界中尚未發現天然的鐵磁絕緣體，通過人工設計構筑的室溫鐵磁絕緣體也極為罕見。特別是在過渡金屬氧化物體系中，受強關聯電子、多軌道耦合與復雜界面效應的影響，如何在室溫獲得穩定鐵磁絕緣態一直是挑戰。近日，中國科學技術大學團隊利用界面工程與取向調控，設計構筑了3d/5d過渡金屬氧化物異質超晶格結構。在（111）取向的銥酸鍶/錳酸鑭鍶超晶格中，團隊發現了一種由界面增強自旋軌道耦合機制誘導的室溫鐵磁絕緣態。該體系克服了錳酸鑭鍶中雙交換機制的金屬態，并在錳酸鑭鍶的鐵磁金屬相到順磁絕緣相的轉變中，觀察到寬溫區的鐵磁絕緣相。這打破了錳酸鑭鍶“鐵磁即金屬”的認知，為基于過渡金屬氧化物的下一代自旋電子學器件提供了新的材料平臺與設計思路。研究利用自主搭建的脈沖激光沉積系統，生長出具有銳利原子級界面質量的銥酸鍶/錳酸鑭鍶超晶格，并通過多種先進表征手段，證實界面結構的高質量與低原子擴散特性。磁輸運測量顯示，該體系在接近300K的溫區內表現出穩定的鐵磁絕緣行為；X射線磁性圓二色測試證實，室溫鐵磁性起源于錳酸鑭鍶的雙交換相互作用。研究通過密度泛函理論第一性原理計算發現，（111）取向界面處的電荷轉移受到抑制，表明該絕緣行為并非源于銥酸鍶與錳酸鑭鍶之間的直接電子交換。對磁輸運特性的分析顯示，體系在近室溫觀察到顯著的弱反局域化信號，證實了強自旋軌道耦合的存在。研究基于實驗與理論結果提出，在（111）界面處，強自旋軌道耦合與錳酸鑭鍶內的極化子可能發生耦合作用，進而增強電子—聲子相互作用，降低載流子的平均自由程，最終誘導絕緣化。這一機制為理解鐵磁絕緣體的形成及其室溫穩定性，提供了新的物理圖像和理論框架。相關研究成果發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）上。研究工作得到國家重點研發計劃和國家自然科學基金的支持。論文鏈接原子級的超晶格界面