通过射频溅射实现钙钛矿相EuNiO3薄膜的外延生长与稳定化
材料科学
2024-10-31 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
表现出易失性电阻切换的相变材料（PCMs）在模拟神经元振荡器方面很有前景。电荷转移绝缘体，如ReNiO3（其中Re代表稀土金属，如Pr、Nd、Sm、Eu...），构成了一类相变材料，其金属-绝缘体转变（MIT）温度可在很宽范围内调节。值得注意的是，MIT可以通过化学掺杂或应变工程来调节。特别是EuNiO3，其体相转变温度（TMI）约为190°C，远高于室温，这减少了串扰问题，同时保持足够低的温度以支持高能效应用，因此是振荡器器件的一个有吸引力的选择。我们展示了一种通过可扩展的反应射频溅射和后退火来稳定高质量外延EuNiO3薄膜的方法，并在两种衬底上优化了氧分压和退火温度。在低或零氧分压下生长导致非晶样品，而较高的分压提高了结晶度，但导致了Ruddlesden-Popper（RP）相[An+1BnO3n+1]及相关缺陷的稳定化。后退火提高了所有样品的结晶度，将RP相和缺陷向钙钛矿相转变。我们对薄膜进行了原位XRD和输运测量，发现在LAO和LSAT上生长的钙钛矿相样品的转变温度分别约为300°C和250°C。我们将LAO样品TMI的升高归因于面内压缩应变（-0.76%），该应变减小了面内Ni-O-Ni键角。类似地，LSAT样品经历面内拉伸应变（2.1%），这减小了面外Ni-O-Ni键角，从而提高了TMI。然而，由于形成能降低导致的氧空位抵消了这一效应。稳定在RP相的薄膜未表现出任何转变。
引用
@article{arxiv.2410.22868,
title = {Epitaxial growth and stabilization of perovskite phase EuNiO3 thin films through RF sputtering},
author = {Prashanth S and Binoy Krishna De and Shubham Kumar Parate and Kartick Biswas and Pavan Nukala},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.22868},
year = {2024}
}
备注
7 pages, 4 figures, 1 table