李 婕,高 林，齐世飞，马 丽，翟晓霞，李玉现

(1.河北师范大学 物理学院,河北 石家庄 050024;2.石家庄理工职业学院，河北 石家庄 050000)

1 自旋亚稳态和零场冷交换偏置的研究现状

1.1 亚稳态简介

亚稳态是凝聚态中众所周知的现象，由于其自由能高于平衡态，使得体系在某些性能上相较于稳定态更易于调控，从而触发出很多丰富的物性[1-6]. 磁性材料中的亚稳态会使体系处于局部较小的能量势阱中，在温度场、磁场等外部物理场的作用下体系从一个势阱跳到另一个势阱，从而发生磁相变. 这种相变可以是光滑的，例如外磁场所带来的大磁熵变[7-8]；也可以是突然的，例如磁跳变[9]、斯格明子等[10]. 这些相变所带来的物理效应在磁制冷、存储器、磁记录头等方面都有着广泛的应用. 因此，亚稳态在凝聚态物理及材料科学等领域受到研究者的广泛重视.

1.2 零场冷交换偏置的探索和发展

2011年新加坡南洋理工大学首次观测到处于自发磁化状态的Heusler合金NiMnIn体系不需要带场冷却就可表现出交换偏置效应[11]. 为区别于传统交换偏置，该效应被称为零场冷交换偏置(ZEB). 2013年德国马普固体化学物理所在Heusler合金的另一家族成员Mn2PtGa中也观测到ZEB[12]. 同年，爱尔兰科克大学首次在纳米复合氧化物中发现了ZEB现象[13]. 随后，关于ZEB的研究，涌现出了很多出色的工作,研究者相继在Ni2Mn1.4Ga0.6[14]、Ni50Mn36Co4Sn10[15]、Ni50Mn50-xSnx[16]、Ni50Mn38Ga12-xSbx[17]、Mn50Ni40Sn10-xSix[18]、Mn50Ni50-xAlx[19]、Ni50Mn34In13Fe3[20]等Heusler合金体系，PdNCr3[21]、Mn3Co1-xMnxN[22-23]等反钙钛矿氮化物体系，以及La1.5Sr0.5CoMnO6[24]、 Pr1-xCaxMnO3[25]、YMnO3[26]、Y0.9Pr0.1CrO3[27]、Co0.8Cu0.2Cr2O4[28]、 La2-xAxCoMnO6-δ(A=Ba, Ca, Sr;x=0, 0.5)[29]等钙钛矿、尖晶石氧化物体系中观测到ZEB，在La0.7Sr0.3MnO3薄膜中也实现了ZEB[30]. 但关于ZEB材料体系的设计……