应变驱动的弹性和轨道有序效应对锰氧化物薄膜厚度依赖性质的影响
材料科学
2009-11-13 v1
摘要
我们报道了在(110)和(001)SrTiO3衬底上同时生长的(110)和(001)取向La2/3Ca1/3MnO3 (LCMO)外延薄膜的结构和磁性表征，薄膜厚度t在8 nm到150 nm之间变化。研究发现，虽然(001)薄膜的面内晶面间距被强烈钳制在衬底上，且薄膜在远高于t=100 nm时仍保持应变状态，但(110)薄膜的弛豫要早得多。对面内和面外晶面间距的精确测定使我们得出结论：在所有情况下，锰氧化物的单胞体积随厚度增加而逐渐减小，趋近于体材料值。观察到(110)薄膜的磁学性质（居里温度和饱和磁化强度）相比(001)薄膜有显著改善。这些观察结果，结合55Mn核磁共振数据和X射线光电子能谱，表明应变较大的(001)LCMO薄膜磁学性质的抑制并非由钙钛矿晶格的弹性变形引起，而是由于衬底诱导的应变导致的电子和化学相分离。相反，应变较小的(110)LCMO薄膜磁学性质的厚度依赖性可以简单地用锰氧化物晶格的弹性变形来描述。我们将论证(001)和(110)LCMO薄膜的不同行为是这些界面电子结构差异的结果。
引用
@article{arxiv.0708.3602,
title = {Strain-driven elastic and orbital-ordering effects on thickness-dependent properties of manganite thin films},
author = {I. C. Infante and F. Sánchez and J. Fontcuberta and M. Wojcik and E. Jedryka and S. Estradé and F. Peiró and J. Arbiol and V. Laukhin and J. P. Espinós},
journal= {arXiv preprint arXiv:0708.3602},
year = {2009}
}
备注
16 pages, 15 figures