title: Localized states in advanced dielectrics from the vantage of spin- and symmetry-polarized tunnelling across MgO.
abstract: Research on advanced materials such as multiferroic perovskites underscores promising applications, yet studies on these materials rarely address the impact of defects on the nominally expected materials property. Here, we revisit the comparatively simple oxide MgO as the model material system for spin-polarized solid-state tunnelling studies. We present a defect-mediated tunnelling potential landscape of localized states owing to explicitly identified defect species, against which we examine the bias and temperature dependence of magnetotransport. By mixing symmetry-resolved transport channels, a localized state may alter the effective barrier height for symmetry-resolved charge carriers, such that tunnelling magnetoresistance decreases most with increasing temperature when that state is addressed electrically. Thermal excitation promotes an occupancy switchover from the ground to the excited state of a defect, which impacts these magnetotransport characteristics. We thus resolve contradictions between experiment and theory in this otherwise canonical spintronics system, and propose a new perspective on defects in dielectrics.
authors.affiliation: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 CNRS, Université de Strasbourg, 23 Rue du Loess, BP 43, 67034 Strasbourg, France.
authors.forename: F
authors.initials: F
authors.lastname: Schleicher
authors.affiliation: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 CNRS, Université de Strasbourg, 23 Rue du Loess, BP 43, 67034 Strasbourg, France.
authors.forename: U
authors.initials: U
authors.lastname: Halisdemir
authors.affiliation: Institut Jean Lamour UMR 7198 CNRS, Université de Lorraine, BP 70239, 54506 Vandoeuvre les Nancy, France.
authors.forename: D
authors.initials: D
authors.lastname: Lacour
authors.affiliation: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 CNRS, Université de Strasbourg, 23 Rue du Loess, BP 43, 67034 Strasbourg, France.
authors.forename: M
authors.initials: M
authors.lastname: Gallart
authors.affiliation: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 CNRS, Université de Strasbourg, 23 Rue du Loess, BP 43, 67034 Strasbourg, France.
authors.forename: S
authors.initials: S
authors.lastname: Boukari
authors.affiliation: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 CNRS, Université de Strasbourg, 23 Rue du Loess, BP 43, 67034 Strasbourg, France.
authors.forename: G
authors.initials: G
authors.lastname: Schmerber
authors.affiliation: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 CNRS, Université de Strasbourg, 23 Rue du Loess, BP 43, 67034 Strasbourg, France.
authors.forename: V
authors.initials: V
authors.lastname: Davesne
authors.affiliation: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 CNRS, Université de Strasbourg, 23 Rue du Loess, BP 43, 67034 Strasbourg, France.
authors.forename: P
authors.initials: P
authors.lastname: Panissod
authors.affiliation: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 CNRS, Université de Strasbourg, 23 Rue du Loess, BP 43, 67034 Strasbourg, France.
authors.forename: D
authors.initials: D
authors.lastname: Halley
authors.affiliation: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 CNRS, Université de Strasbourg, 23 Rue du Loess, BP 43, 67034 Strasbourg, France.
authors.forename: H
authors.initials: H
authors.lastname: Majjad
authors.affiliation: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 CNRS, Université de Strasbourg, 23 Rue du Loess, BP 43, 67034 Strasbourg, France.
authors.forename: Y
authors.initials: Y
authors.lastname: Henry
authors.affiliation: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 CNRS, Université de Strasbourg, 23 Rue du Loess, BP 43, 67034 Strasbourg, France.
authors.forename: B
authors.initials: B
authors.lastname: Leconte
authors.affiliation: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 CNRS, Université de Strasbourg, 23 Rue du Loess, BP 43, 67034 Strasbourg, France.
authors.forename: A
authors.initials: A
authors.lastname: Boulard
authors.affiliation: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 CNRS, Université de Strasbourg, 23 Rue du Loess, BP 43, 67034 Strasbourg, France.
authors.forename: D
authors.initials: D
authors.lastname: Spor
authors.affiliation: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 CNRS, Université de Strasbourg, 23 Rue du Loess, BP 43, 67034 Strasbourg, France.
authors.forename: N
authors.initials: N
authors.lastname: Beyer
authors.affiliation: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 CNRS, Université de Strasbourg, 23 Rue du Loess, BP 43, 67034 Strasbourg, France.
authors.forename: C
authors.initials: C
authors.lastname: Kieber
authors.affiliation: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 CNRS, Université de Strasbourg, 23 Rue du Loess, BP 43, 67034 Strasbourg, France.
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authors.lastname: Sternitzky
authors.affiliation: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 CNRS, Université de Strasbourg, 23 Rue du Loess, BP 43, 67034 Strasbourg, France.
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authors.lastname: Cregut
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authors.lastname: Ziegler
authors.affiliation: Institut Jean Lamour UMR 7198 CNRS, Université de Lorraine, BP 70239, 54506 Vandoeuvre les Nancy, France.
authors.forename: F
authors.initials: F
authors.lastname: Montaigne
authors.affiliation: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 CNRS, Université de Strasbourg, 23 Rue du Loess, BP 43, 67034 Strasbourg, France.
authors.forename: E
authors.initials: E
authors.lastname: Beaurepaire
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authors.forename: P
authors.initials: P
authors.lastname: Gilliot
authors.affiliation: Institut Jean Lamour UMR 7198 CNRS, Université de Lorraine, BP 70239, 54506 Vandoeuvre les Nancy, France.
authors.forename: M
authors.initials: M
authors.lastname: Hehn
authors.affiliation: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 CNRS, Université de Strasbourg, 23 Rue du Loess, BP 43, 67034 Strasbourg, France.
authors.forename: M
authors.initials: M
authors.lastname: Bowen