通过温度驱动缺陷工程调控La1-xSrxMnO3/SrTiO3异质外延生长与磁性
材料科学
2022-09-21 v1
摘要
在强关联氧化物中，La1-xSrxMnO3——一种居里温度高于室温的半金属铁磁体——作为用于存储和自旋电子学应用的功能构建块引发了巨大兴趣。在这方面，缺陷工程一直是长期追求制备兼具最优结构和磁学性能的LSMO薄膜的焦点。在此，我们通过系统控制生长温度和沉积后退火条件，讨论了La0.74Sr0.26MnO3/SrTiO3（LSMO/STO）外延异质结构中结构缺陷（如氧空位和杂质岛）与磁性之间的关联。在500–700 C范围内提高生长温度时，外延LSMO薄膜的氧化学计量比逐步改善，导致磁学特性增强。然而同时，高生长温度的使用触发了杂质从STO体相的扩散，从而在薄膜/衬底界面处产生非化学计量、树枝状的SrMoOx岛。作为一种有价值的替代方案，对约500 C相对较低温度下生长的LSMO薄膜进行沉积后退火，可获得高质量外延、原子级平坦表面以及高于室温的尖锐磁转变和稳健的铁磁性。此外，在此优化制备条件下，讨论了作为LSMO薄膜厚度函数的磁性死层形成的可能情景。我们的发现为通过温度控制的缺陷工程精细调控LSMO薄膜结构与磁性能之间复杂相互作用提供了有效途径。
引用
@article{arxiv.2201.05873,
title = {Tailoring epitaxial growth and magnetism in La1-xSrxMnO3 / SrTiO3 heterostructures via temperature-driven defect engineering},
author = {Alan Molinari and Saleh Gorji and Jan Michalička and Christian Kübel and Horst Hahn and Robert Kruk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.05873},
year = {2022}
}