La-214 外延薄膜中的相控制
超导电性
2015-06-24 v1
摘要
具有一般化学式 Ln2CuO4 的镧系 (Ln) 铜氧化物呈现两种不同的晶体结构：K2NiF4 (T) 和 Nd2CuO4 (T')。La2CuO4 通过高温体相工艺呈现 T 结构。La-O 和 Cu-O 键之间的“热膨胀失配”预测，La2CuO4 的 T' 相可以在低于 425 度的合成温度下稳定。如此低的合成温度难以通过体相工艺实现，但通过薄膜工艺则容易实现。我们调查了分子束外延中的生长参数，并成功实现了 T 和 T'-La2CuO4 的选择性稳定。从我们的观察来看，生长温度和衬底在选择性稳定中起着关键作用：T' 结构在低生长温度 (< 600 度) 和晶格常数 a < 3.70 Å 或 a > 3.90 Å 的衬底上稳定，而 T 结构在高生长温度 (> 650 度) 或晶格常数 a ~ 3.70 - 3.85 Å 的衬底上稳定。我们还尝试了将空穴 (Ca、Sr 和 Ba) 和电子 (Ce) 掺杂到 T 和 T'-La2CuO4 中。在 T-La2CuO4 中，空穴掺杂产生了众所周知的 LSCO 和 LBCO。令人惊讶的是，与经验法则相反，电子掺杂也可以达到 x ~ 0.06 - 0.08，尽管薄膜不显示超导电性。在 T'-La2CuO4 中，电子掺杂产生了具有 Tc ~ 30 K 的超导 T'-(La,Ce)2CuO4，尽管空穴掺杂迄今尚未成功。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0209277,
title = {Phase control in La-214 epitaxial thin films},
author = {M. Naito and A. Tsukada and T. Greibe and H. Sato},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0209277},
year = {2015}
}
备注
15 pages, 12 figures included, to appear in proceedings of SPIE Vol.#4811