Рис. Структурный анализ VOx (образцы 1, 2, 3) с различными степенями окисления проводился с использованием электронных дифракционных картин (EDP) и просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (HR-TEM). Кредит: Advanced Functional Materials (2025). DOI: 10.1002/adfm.202422966

Оксид ванадия (VO) широко известен своим переходом металл-изолятор (MIT), явлением, при котором его электропроводность резко меняется в зависимости от температуры. Хотя его электронные свойства были тщательно изучены, то магнитные свойства — особенно возможность ферромагнетизма — остаются в значительной степени неизученными. VO обычно проявляет антиферромагнитное или парамагнитное поведение, что ограничивает его применение в качестве магнитного материала.

В данной работе экспериментаторы решили не применять легирование и не вводить структурные дефекты. Объектом изучения стал чистый оксид ванадия и его ферромагнитные свойства в зависимости от степени окисления. Учёные наносили тонкие слои металлического ванадия и систематически регулировали концентрацию кислорода, создавая тонкие пленки с различными уровнями окисления.

Результаты выявили четкую тенденцию: более низкие степени окисления приводили к более сильному ферромагнитному поведению, тогда как более высокие степени окисления его ослабляли. Примечательно, что ферромагнетизм наблюдался, когда ионы ванадия в разных степенях окисления (например, ванадий (III) и ванадий (IV)) сосуществовали в материале. Это ферромагнитное поведение возникало в локализованных областях и согласовывалось с предсказаниями теории функционала плотности (DFT), что усиливало обоснованность экспериментальных результатов.