由于多⾃由度之间强烈的关联耦合，过渡⾦属氧化物表现出⾮常丰富的物理性能，如⾦属-绝缘体转变、⾼温超导、铁磁、铁电、多铁性等等。⽽随着薄膜⽣⻓技术的提⾼，从原⼦层尺度⼈⼯构建不同氧化物的异质界⾯，引⼊外延应⼒、对称性破缺、电荷转移、轨道重构等界⾯耦合效应，成为了获取氧化物新材料新物性的重要⼿段。
当两种电负性不同的氧化物结合在⼀起时，界⾯处近邻原⼦轨道之间的相互杂化会形成⼀个能量更低的分⼦轨道，同时伴随着界⾯处的电荷转移。电荷轨道重构同时产⽣了强烈的层间交换相互作⽤，基于Goodenough?Kanamori?Anderson规则将界⾯两侧⾦属离⼦的⾃旋对⻬。这种层间相互作⽤可以将磁有序状态从铁磁/反铁磁(FM/AFM)层转移到相邻的⾮磁性层,即所谓磁邻近效应。
磁邻近效应是诱导⾮磁体系产⽣⻓程铁磁序的重要⼿段。例如在5d顺磁氧化物SrIrO3与铁磁LaMnO3、LaCoO3或反铁磁SrMnO3组成的异质结体系中，均成功在SrIrO3层中诱导出界⾯铁磁相。
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中⼼磁学国家重点实验室M03组近年来致⼒于氧化物异质界⾯物性设计及调控⽅⾯的研究⼯作，希望利⽤异质界⾯晶体场、应⼒场、电荷重组、轨道重构等效应诱导出完全不存在于体相材料的界⾯新物态，在磁邻近效应相关研究⽅⾯也取得了⼀系列重要进展，包括钌氧化物巡游铁磁相构筑及磁矩增强（Adv. Funct. Mater. 33, 2300338 (2023)，Small 19, 202308172 (2023)），钌氧化物界⾯超交换铁磁相⼋重对称磁各向异性（Adv. Funct. Mater. 33, 2306434 (2023)）、锰氧化物/镍氧化物界⾯层状磁性结构解析（Nano Lett. 24, 1122 (2024)）等等，为该效应的深⼊物理理解提供了新的思路。
然⽽，在常规磁邻近效应中，铁磁或反铁磁诱导层的天然存在，会对界⾯铁磁相产⽣强烈的钉扎效应，给界⾯铁磁相的磁矩以及各向异性调控带来了局限性。如果能在完全由两种⾮磁性材料的异质结构中也⽣成界⾯铁磁相，其界⾯磁矩将表现出准⼆维磁性的特征，具备更强的可操控性。
最近，该组博⼠研究⽣郑洁在陈沅沙副研究员、孙继荣研究员的共同指导下，联合松⼭湖材料实验室张静副研究员，成功在两种顺磁氧化物CaRuO3(CRO)和LaNiO3(LNO)组成的超晶格中诱导出界⾯铁磁相。通过设计单个超晶格周期内的CRO与LNO层的不同厚度，成功证明界⾯耦合作⽤在CRO和LNO层中都建⽴了⻓程铁磁序，并表现出完全相同的居⾥温度～75 K。
此外，X射线线性⼆⾊性光谱(XLD)显示,在该异质结构中，Ru4+离⼦优先占据的轨道为d3z2-r2，Ni3+离⼦优先占据的轨道为dx2-y2。因此，通过调节CRO和LNO⼦层的厚度组合，可以设计界⾯相的磁各向异性，实现从垂直磁各向异性到⾯内磁各向异性的⼤幅度调控。这项⼯作清楚地表明在顺磁氧化物异质结构中也可以通过电荷转移诱导出界⾯铁磁相，为构筑⼆维磁性界⾯提供了⼀种新的可⾏⽅案。
本研究的相关内容以“Charge-Transfer-Induced Interfacial Ferromagnetism in Ferromagnet-Free Oxide Heterostructures”为题发表在《ACS NANO》上。M03组博⼠⽣郑洁为该论⽂的第⼀作者，通讯作者为陈沅沙副研究员，孙继荣研究员和松⼭湖材料实验室张静副研究员。
该⼯作得到了科技部、国家⾃然科学基⾦委项⽬、中国科学院战略性先导科技专项和中国科学院重点项⽬的⽀持。该⼯作的谱学实验测量在⼤科学装置上海同步辐射光源BL08U1A线站上完成。