钴酸盐在纳米尺度的离子调控
材料科学
2018-10-05 v1
摘要
通过定制离子分布来控制材料，代表了一种强大的新方法，可用于开发从自旋电子逻辑与存储器件到能量存储的未来技术。钙钛矿因其高离子迁移率和对化学计量比的敏感性，在离子器件方面显示出特别的前景。在这项工作中，我们展示了一种固态方法来控制 (La,Sr)CoO 薄膜中的离子分布。在钙钛矿薄膜上沉积 Gd 覆盖层，可从结构中可控地提取氧，在整个 36 nm 厚度内最多达 0.5 O/u.c.。与氧提取相一致，Co 价态和饱和磁化强度呈现平滑连续变化。相比之下，磁电阻测量显示磁各向异性无变化，而电阻率在同一氧化学计量范围内迅速增加。这些结果表明显著的相分离，金属铁磁区域和缺氧、绝缘、非铁磁区域形成渗流网络。事实上，X 射线衍射识别出氧空位有序，包括向 brownmillerite 晶体结构的转变。在环境温度下向 brownmillerite 相的意外转变通过高分辨率扫描透射电子显微镜进一步确认，其显示出显著的结构——以及相应的化学——相分离。该工作展示了在 36 nm 厚薄膜中对磁性、电阻率和晶体结构的室温离子控制，为利用多种材料功能的离子器件提供了新机遇。
引用
@article{arxiv.1809.08728,
title = {Ionic Tuning of Cobaltites at the Nanoscale},
author = {Dustin A. Gilbert and Alexander J. Grutter and Peyton D. Murray and Rajesh V. Chopdekar and Alexander M. Kane and Aleksey L. Ionin and Michael S. Lee and Steven R. Spurgeon and Brian J. Kirby and Brian B. Maranville and Alpha T. N'Diaye and Apurva Mehta and Elke Arenholz and Kai Liu and Yayoi Takamura and Julie A. Borchers},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.08728},
year = {2018}
}