金属性delafossite型PdCrO$_2$薄膜的脉冲激光外延
应用物理
2020-02-21 v2
摘要
delafossite型PdCrO2中高度导电的金属层与磁性三角层的交替堆叠，为发现引人入胜的关联量子现象提供了绝佳平台。该材料的薄膜生长不仅可能调控超出块体材料所能展现的基本物理性质，还可能通过与异质材料界面化开发新型杂化材料，然而这已被证明极具挑战性。在此，我们报道了通过脉冲激光外延（PLE）实现的金属性delafossite型PdCrO2薄膜的外延生长。通过在多种生长条件下及多种衬底上生长，研究了PLE生长条件、外延应变以及衬底的化学与结构特征的基本作用。尽管应变在改善结晶性方面作用显著，但直接外延生长无杂相的PdCrO2薄膜并未成功。我们将此困难归因于衬底之间的化学与结构差异以及PdO层的挥发性，这使得正确相的成核变得困难。通过在生长PdCrO2之前生长CuCrO2缓冲层克服了这一困难。与PdCrO2不同，CuCrO2薄膜在相对较宽的生长窗口下相当容易生长。仅单原子层厚的缓冲层就足以生长出正确的PdCrO2相。这一结果表明，Pd基delafossite的外延对界面的化学与结构极为敏感，因而需要近乎完美的衬底材料。所得薄膜为共格外延应变，并在40 K处呈现反铁磁转变，该转变在薄至3.6 nm时依然存在。
引用
@article{arxiv.2002.08182,
title = {Pulsed-laser epitaxy of metallic delafossite PdCrO$_2$ films},
author = {Jong Mok Ok and Matthew Brahlek and Woo Seok Choi and Kevin M. Roccapriore and Matthew F. Chisholm and Soyeun Kim and Changhee Sohn and Elizabeth Skoropata and Sangmoon Yoon and Jun Sung Kim and Ho Nyung Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.08182},
year = {2020}
}