Name: growth and electrostatic/chemical properties of metal/laalo3/srtio3 heterostructures
Uploaded: 2018-02-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 54 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Growth and Electrostatic/chemical Properties of Metal/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures at JoVE.com

이 작품 ERC 통합 부여 #615759 "민트"에서 지원, 지역 일 드 프랑스 "Oxymore" ("NEIMO" 프로젝트) DIM ANR 프로젝트 "NOMILOPS"를 받았다. H.N.는 EPSRC JSP 코어 대 코어 프로그램 JSP 특정에 대 한 과학적 연구 (B) (#15 H 03548)에 의해 부분적으로 지원 되었다. A.S.는 도이치 가운데 (호 53461-1; A.S. 박사 친목)에 의해 지원 되었다. D.C.V.는 그의 박사 논문의 융자에 대 한 CNRS 고 등 교육 및 연구의 프랑스 정부를 감사 합니다. 제 대학 파리-샤 클레 (달랑 베 르 프로그램) 및 CNRS CNRS/탈 레 스에서 그의 체재를 융자에 대 한 감사.

참고: 이 프로토콜에서 설명 하는 모든 5 단계 일시 중지 하 고 샘플 단계 3.4-5에서에서 높은 진공 아래 유지 됩니다 단일 조건으로 언제 든 지 다시 시작할 수 있습니다.
1. STO(001) 기판 종료:
<ol><li>물 (와 함께 40 kHz 변환기) 초음파 세탁 기술자를 60 ° c가 열 아세톤과 붕 규 산 유리 비 커를 채우십시오. 비이 커 크기에 관계 없이 그것을 채우기 위해 적어도 20%는 기판에 잠긴 잘 되도록 그것의 최대 볼륨의 해야 합니다.<ol>
<li>붕 규 산 유리 비 커 안에 상자 믹스 종료 단일 사이드 광택된 (001) 지향 STO 단일 크리스탈 기판 (55 m m2 측면 크기, 두께, 0.01 0.02 ° 사이의 각도 miscut에 0.5 m m)의 밖으로 장소.</li>
		<li>3 분 건조에 아세톤에 기판 약 5 바의 운영 압력을 가진 질소 타격 총을 사용 하 여 기판 sonicate.</li>
	</ol>
</li>
	<li>소 프로 파 놀을 사용 하 여 단계 1.1의 절차를 반복 하 고 다음 저온.</li>
	<li>장소에 polyvinylidene 불, PVDF,그림 1(a) "디퍼" 모양으로 만든 샘플 홀더 깨끗 한 기판. 두 번째 붕 규 산 유리 비 커 (그림 1b) 이온된 수를 실행을 채우십시오. 참고: 비 커 샘플 홀더 그것에 맞는 수 있도록 충분히 큰 해야 합니다.</li>
	<li>장소에 샘플 홀더 기판입니다.</li>
	<li>일반적으로 소계, PTFE, 버퍼링된 hydrofluoric (HF) 솔루션의 최대 볼륨의 약 20%로 만든 비 커 (그림 1b)를 입력 적절 한 보호 장치 (HF:NH4F = 1:7). 1.3 단계에서 사용 되는 것과 대략 같은 크기 비 커를 사용 합니다.</li>
	<li>정확히 30 HF에 샘플 홀더 잠수함 s 즉시 어떤 후속 화학 반응을 중지 이온된 실행 물에 이동. 가볍게 그것에 교 반 하십시오.</li>
	<li>2 분 후 이온된 수에서 샘플 홀더를 제거 합니다. 기판에 밖으로 고 질소 타격 총으로 건조. 참고: 자세한 내용은 가와사키의 제조 법11에서 찾을 수 있습니다. 주의: HF 솔루션 사용은 매우 부식성 그리고 유독한입니다. 항상 조작 및 적절 한 작업 환경에서 사용 된 HF 솔루션의 처리를 실시 합니다. 신체 일부와 접촉 후 중독의 증상 노출 후에 1 일을 볼 수를 시작할 수 있습니다 하 고 처음 몇 시간에서 어떤 고통을 발생 하지 않을 수 있습니다. 그것은 또한 HCl HNO3 산 성 솔루션12 또는 산이 없는 종료 레시피13에 따라 대체 종료 프로세스를 사용 하 여.</li>
	<li>20 ° c.에 튜브로그림 1(c)에 있는 기판 삽입 약 1로 부분 압력 설정 산소의 atm. 램프 온도 20 ° C/분의 속도로 1000 ° C를 1000 ° c.에 3 시간 동안은 기판 Anneal 3 시간 후 식힙니다 샘플 20 ° c.까지 기판을 제거 합니다. 산소 소스를 닫습니다.</li>
	<li>1.1 어 닐 링 하는 동안 승진 이후 표면 오염 제거를 단계를 반복 합니다.</li>
</ol>2. 단일 크리스탈 라오스 대상의 준비:
<ol><li>기계적으로 부드럽게 윤활제로 사 포와 소 프로 파 놀 솔루션을 사용 하 여 단일 크리스탈 라오스 대상 (1 인치 직경) 폴란드어. 건조 질소 타격 총을 사용 하 여.</li>
	<li>회전 목마에서 대상을 탑재 합니다. 참고: 회전 목마 대상 회전을 허용 해야 합니다.</li>
	<li>초과 챔버 (그림 2)에 회전 목마를 삽입 합니다. 대상 (10-8 mbar 범위에서 압력 때까지) 지속적으로 챔버를 펌핑 하는 동안 진공에 드을 하자. (그림 3a 와 3b) PLD 챔버에 회전 목마를 전송. 기본 압력은 10-9 mbar 범위 때까지 기다립니다. 참고: 초과의 부재에 챔버에 vacuo 전송 시스템, 전형적인 대기 시간 및 기본 압력 수 있습니다 심각 하 게 영향을 받을.</li>
	<li>엑 시 머 레이저 에너지 미터를 사용 하 여 레이저 에너지를 검사 합니다. 이렇게 하려면 사용 하 여 사각형 슬릿 (6 m m x 16 m m)와 외부 감쇄 기 직후에 레이저 소스 형태와 빔 (그림 4는 4b)의 에너지를 조절 하. 두 번째 수렴 렌즈와 석 창 사이 레이저 광선의 경로 있는 에너지 미터를 배치 합니다. 그리고 임의의 주파수에서 레이저를 쏴 에너지 에너지 미터를 사용 하 여 읽기.</li>
	<li>동일 하 게 에너지를 설정 (또는 소폭 높은) 성장 (단계 3.12) 동안 사용 되는 것과. 참고: 레이저 에너지의 절대 값 설정의 형상에 따라 달라질 수 있습니다. 그러나, 라오어 절제를 대상에 대 한 사용 약 1 J/c m2 의 레이저 fluence (fluence = 에너지/자리 지역). 또한, 파장 λ의 펄스 KrF 엑 시 머 레이저를 사용 하 여 = 248 nm, 25의 독특한 펄스 기간 ns 21의 최소 운영 (대 한 향상 된 펄스 대 펄스 재현성) kV.</li>
	<li>(사용 하 여 회전 목마, 회전 플랫폼 대상 탑재) 약 10 rpm에서 라오스 대상 회전.<ol>
<li>점 크기를 대상 회전 속도 적응 하 고 반복을 피하기 위해 두 연속 겹치는 장면, 잠재적으로 일부 로컬 과열 선도 또는 대상의 후속을 산출할 녹는 속도 레이저. 시각적 설명 그림 4c에서 제공 됩니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>2 x 10-4 mbar의 산소 부분 압력이 달성 될 때까지 산소 챔버에 삽입 합니다. 에너지 미터를 제거 합니다. 미리 ablate 20000 펄스에 대 한 3 또는 4 Hz에서 라오스 대상. 참고: 레이저 빔과 대상 사이의 각도 45 ° (그림 4d) 설정 되어야 합니다. 라오스 단일 대상의이 비교적 긴 절제는 라오스/스토 샘플 샘플 재현성에 결정 역할을 발견 됐다.</li>
</ol>3. PLD 성장:
<ol><li>확인 종료, 형태학 및 청결 (그림 5) 이전 종료 STO 기판 표면의 원자 힘 현미경 (AFM) 검사를 수행 합니다.</li>
	<li>실버 페이스트를 사용 하 여 샘플 홀더를 위쪽으로 가리키는 종료 표면 기판, 접착제. 기판의 방향 관련 이지만, 홀더 (그림 6는)의 중앙에 배치 해야 합니다.</li>
	<li>용 매 증발 하 고 붙여넣기 (최적의 열 유도)에 대 한 굳은 10 분 동안 약 100 ° C까지 열. 샘플 홀더 하자 진정.</li>
	<li>내부는 초과 샘플 홀더를 삽입 합니다. 클러스터 내에서 팔을 사용 하 여, 산소, 탄소, 티타늄 봉우리 (대 한 자세한 내용은 5 단계 참조)를 분석 하는 XPS 챔버 샘플 홀더 전송.</li>
	<li>라오스 대상 (그림 6b) 향하도록 기판으로 PLD 챔버에 샘플 홀더를 전송.</li>
	<li>챔버 내부에 2 x 10-4 mbar의 산소 부분 압력에 도달 하는 산소를 삽입 합니다. 샘플 홀더 (25 ° C/min)에서 730 ° c의 온도를 높인다.</li>
	<li>Using 반사 고 에너지 전자 회절 (RHEED), 전자 빔을 회절 반점 인광 체 스크린에 관찰 되는 각도 (1 ° 3 ° 사이) 기판 표면 방목에 맞춥니다. CCD 카메라 및 이미지 분석 소프트웨어를 사용 하 여 각 자리의 강도 실시간으로 모니터링 합니다. 30의 소스 전압을 사용 하 여 kV 및 40 µ A의 전류.</li>
	<li>샘플 홀더를 대상에서 63mm를 놓습니다. 참고: 대상-기판 거리 사용 PLD 설치의 형상에 따라 최적화의 어느 정도 필요할 수 있습니다.</li>
	<li>그것은 일치 하는 (단계 2.4 에서처럼 같은 패션)에 약 1 J/c m2 는 에너지를 보정 하기 위해 레이저를 쏴. 다시 사용 하 여 사각형 슬릿 (6 m m x 16 m m)와 외부 감쇠기 레이저 출구 직후 모양과 에너지 빔 (그림 4는 4b)의 변조.</li>
	<li>1 Hz. 중지는 레이저를 쏘는 레이저 주파수를 설정 하 고 에너지 미터를 제거 합니다.</li>
	<li>라오스 대상 (단계 2.6에서와 같은 방법)의 회전을 시작 합니다. RHEED 진동 읽기 시작 합니다. 안정화 될 때까지 기다립니다.</li>
	<li>레이저를 촬영 시작 합니다. 깃털그림 6(c)와 (그림 6d) RHEED 진동 관찰 합니다. 원하는 두께 따라 진동 중의 첨단 레이저를 중지 합니다. 참고: 각 진동 한 단위 셀 (uc) 성장 나타내는 기억 하십시오. 이 실험을 위해 전송 및 분 광 실험에 대 한 1 및 2 uc를 각각 성장.</li>
	<li>성장 후 완료 되 면, 종료 RHEED 총 고 포스트 어 닐 링 단계를 진행 합니다. 참고: 후 어 닐 링 단계는 성장 완료 후에 바로 이루어집니다.<ol>
<li>후 열 처리를 시작 하려면 1 x 10-1 mbar에서 2 x 10-4 mbar (성장 압력) 상공에서 산소 부분 압력을 증가 하 고 샘플 홀더 730 ° C (성장 온도)에서 500 ° c의 온도 감소</li>
		<li>온도 압력 안정화 후 500 ° c.에 샘플 홀더 온도 유지 하면서 약 300 mbar의 정적 산소 부분 압력을 소개 60 분에 대 한 이러한 조건에서 샘플을 둡니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>그것은 실내 온도 도달할 때까지 같은 산소 부분 압력에 그것을 유지 하면서 25 ° C/min에서 샘플을 식혀.</li>
	<li>티타늄 피크 또는 상대 라/Al 농도에서 가능한 원자가 변화를 조사 하기 위해 XPS 약 실에 샘플을 전송 (자세한 내용은 5 단계 참조).</li>
	<li>라오스 표면 깨끗 한 유지 되도록 하는 샘플 vacuo에서 스퍼터 링 챔버 (그림 7는), 모두에 유지 되는 전송 10-8 mbar의 범위에서 압력에 시간. 참고: 탄소 축적 하면 이러한 실험 현장 전 수행 그리고 궁극적으로에 지도 하는 표면에 물 변경 결과.</li>
</ol>4. 금속 Overlayers의 마 그 네트 론 스퍼터 링:
참고: 원하는 금속, Ar 압력 등에 따라 증 착 전류와 대상 기판 거리 약간 달라질 수 있습니다. 사용 하는 스퍼터 링 설치의 형상에 따라 각 증 착 프로세스를 최적화 하는 것이 좋습니다. 다음 절차에 설명 합니다 3의 증 착 유한의 nm
<ol><li>목표를 향해 아래로 향하게 표면 샘플을 놓습니다.</li>
	<li>4.5x10-4 mbar (약 100 sccm)에 대 한의 분위기를 달성 하기 위해 스퍼터 링 챔버 내부 순수 Ar을 삽입 합니다.</li>
	<li>기판 (라오스/스토) 공동 대상에서 약 7 cm 위치.</li>
	<li>닫힌 셔터, 램프 전류 약 100 mA (36 W)는 플라즈마 발 화 되는.</li>
	<li>(그림 7b)의 안정적인 플라즈마와 낮은 80 전류 5.2 sccm에의 유입으로 mA (현재 증 착). 플라스마 안정 유지 확인 합니다.</li>
	<li>미리 스퍼터 산화 레이어 그것의 표면에 형성 수 있습니다 제거를 약 5 분에 대 한 공동 대상.</li>
	<li>실 온에서 샘플 셔터 열고 25 s. 가까운 증 착 결론 셔터에 대 한 입금.<ol>
<li>전송 실험에 대 한 보증금 약 3의 후속 상한 레이어 nm 알 (누구의 표면 passivates, 공기에 노출 시 AlOx 보호 레이어를 형성)의 기본 금속 층의 산화를 방지 하기 위해. 참고: 성장 속도 챔버 내부에 직접 측정 되지. 이렇게 하려면 같은 매개 변수를 사용 하는 동안 다른 증 착 시간 다양 한 샘플을 성장. 그런 다음, x 선 셋을 사용 하 여 각 샘플의 두께 측정 합니다. 사용 각 금속 대상에 한 번씩이 절차를 할.</li>
	</ol>
</li>
	<li>0으로 전류를 램프 아칸소 소스 닫고 챔버를 펌프.</li>
	<li>한 번 더 금속/라오스 인터페이스에서 가능한 산화 Ti 2p 수준에서 XPS 챔버 (그림 8는) 검사 가능한 원자가 변화에 샘플 홀더를 전송 (자세한 내용은 5 단계 참조).</li>
</ol>5.에서 원래의 엑스레이 광전자 분광학:
<ol><li>전자 분석기 축 (그림 8b) 표면 정상 정렬 된 병렬 샘플을 놓습니다.</li>
	<li>샘플에 x 선 총 최대한 가까이 접근 (총의 끝과 손상을 방지 하기 위해 샘플 홀더 사이의 기계적 접촉 방지) 그것을 켭니다.<ol>
<li>이 실험에서 1253.6 eV의 구동 에너지로는 Mg Kα 소스를 사용 합니다. 20의 방출 전류를 달성 하기 위해 필 라 멘 트 설정에서 15의 양극 전압 kV. 분석기 전자 광학에 관한 2 mm 직경의 5 x 11 m m의 직사각형 모양으로 슬릿 출구의 입구 슬릿을 선택 합니다. 참고: XPS 설치 최대 방출 전류와 양극 전압에 대 한 내용은 사용 설명서를 참조 하십시오. 또한, 입구와 출구 미 끄 러 짐의 크기는 다른 특정 설정에 대 한 다를 수 있습니다. 분석기는 다른 사양을, 전자 계산 단위에서 너무 높은 강도 방지 하는 방법에는 가늘고 길게 찢어진 곳을 선택 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>X 선 총을 켠 후 챔버는 매우 높은 진공 상태 (10-10 mbar 범위)에서 확인 합니다. 수집 조사 스펙트럼 (0 사이 1200 eV 바인딩 에너지) 0.05 eV의 선택한 단계와 0.5의 드웰 타임 s, 작은 점 크기를 최대한 30 그리고 60 eV는 적절 한 렌즈 모드 사이의 패스 에너지. 의도 하는 해상도 따라 값을 조정 합니다.<ol>
<li>그림 8(c) 관련 첨단의 위치를 찾습니다. 향상 된 통계에 대 한 여러 번 각 피크를 측정 하 고 평균 스펙트럼 수집 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>적절 한 XPS 처리 소프트웨어를 사용 하 여 스펙트럼을 분석 합니다.<ol>
<li>주어진된 전환에서 전자 식별, 분석 하는 피크를 구성 하는 에너지 범위를 정의 합니다.</li>
		<li>적절 한 배경 곡선 (일반적으로 셜리 배경14) 만들고 원본 데이터에서 뺍니다.</li>
		<li>도 서 목록 참고15를 사용 하 여 가능한 봉우리를 측정 된 피크를 구성 하는 찾습니다. 방향 벡터 거리와 다른 봉우리에 대 한 상대 강도에 특별 한 관심을 지불 합니다. 참고: XPS 데이터 수집에서 깊이 외관에 더 참고7뿐만 아니라 "대표 결과" 섹션에서 제공 됩니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. Magnetotransport 실험:
<ol><li>초음파 쐐기-본딩 기계, 와이어-본드 묻혀 인터페이스 ( 그림 9는)에 게 연락 하 알 또는 Au 와이어와 금속/라오스/스토 샘플을 사용 하 여. 참고: 적절 한 쐐기 샘플 거리, 힘 및 사용 설치와 교통 측정 소유자의 종류에 따라 시간을 선택 합니다.</li>
	<li>8-와이어 형상 사용 (밴 der Pauw-채널 1-4-홀 형상-채널 2-4). 이렇게 하려면, 밴 der Pauw 형상에서 샘플의 네 모퉁이에 전송 측정 소유자의 채널 중 하나에 연락 하 여 시작 합니다. 그런 다음 이전 샘플 (그림 9b)에서 수행 하는 연락처를 두 번째 채널에 문의.</li>
	<li>멀티 미터와 저항을 측정 하 여 연락처는 좋은 경우 확인 하십시오. 샘플 유니폼은 되도록 다른 방향에서 측정 하는 저항 인지 확인 대략 동일 하, 밴 der Pauw R100≈R010 조건이 충족 되도록 합니다. 참고: R100 과 R010 크게 다른 경우, 밴 der Pauw 측정 (다음 참고16) 두 방향에서 수행 되어야 합니다. 이전 연구 라오스/스토17강한 이방성 전기 전송 속성을 보고합니다.</li>
	<li>전송 설정에 홀더를 탑재 합니다.<ol>
<li>2 공화국에 저항 (채널 1) 측정</li>
		<li>낮은 온도에서 측정 순차적으로 magnetoresistance (채널 1) 및 (에서 9-9 T), 외부 및 수직 자기장을 스윕하여 홀 효과 (채널 2) 금속/라오스/스토 샘플에 대 한 일반적으로 10 ~ 100 µ A의 전류 소싱.</li>
		<li>6.4.2 단계를 반복 합니다. 5k, 10k, 50 K, 100 K, 200 K와 300 K, 온도 magnetoresistance 진화를 관찰 하기 위해.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Ohtomo, A., Hwang, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+high-mobility+electron+gas+at+the+LaAlO3/SrTiO3+heterointerface.">A high-mobility electron gas at the LaAlO3/SrTiO3 heterointerface.</a> Nature. 427, 423-426 (2004).</li><li>Stornaiuolo, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tunable+spin+polarization+and+superconductivity+in+engineered+oxide+interfaces.">Tunable spin polarization and superconductivity in engineered oxide interfaces.</a> Nat. Mater. 15 (3), 278-283 (2015).</li><li>Chen, Y. 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Lett. 98 (24), 242904 (2011).</li><li>Lesne, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Non-Equilibrium Spin Accumulation Phenomenon at the LaAlO3/SrTiO3(001) Quasi-Two-Dimensional Electron System. , (2015).</li><li>Sato, H. K., Bell, C., Hikita, Y., Hwang, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stoichiometry+control+of+the+electronic+properties+of+the+LaAlO3/SrTiO3+heterointerface.">Stoichiometry control of the electronic properties of the LaAlO3/SrTiO3 heterointerface.</a> Appl. Phys. Lett. 102 (25), 251602 (2013).</li><li>Warusawithana, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=LaAlO3+stoichiometry+is+key+to+electron+liquid+formation+at+LaAlO3/SrTiO3+interfaces.">LaAlO3 stoichiometry is key to electron liquid formation at LaAlO3/SrTiO3 interfaces.</a> Nat. Commun. 4, (2013).</li><li>Arras, R., Ruiz, V. G., Pickett, W. E., Pentcheva, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tuning+the+two-dimensional+electron+gas+at+the+LaAlO3/SrTiO3(001)+interface+by+metallic+contacts.">Tuning the two-dimensional electron gas at the LaAlO3/SrTiO3(001) interface by metallic contacts.</a> Phys. Rev. B. 85 (12), (2012).</li><li>Fu, Q., Wagner, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interaction+of+nanostructured+metal+overlayers+with+oxide+surfaces.">Interaction of nanostructured metal overlayers with oxide surfaces.</a> Surf. Sci. Rep. 62 (11), 431-498 (2007).</li><li>Chen, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metallic+and+Insulating+Interfaces+of+Amorphous+SrTiO3-based+Oxide+Heterostructures.">Metallic and Insulating Interfaces of Amorphous SrTiO3-based Oxide Heterostructures.</a> Nano Lett. 11 (9), 3774-3778 (2011).</li><li>Posadas, A. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scavenging+of+oxygen+from+SrTiO3+during+oxide+thin+film+deposition+and+the+formation+of+interfacial+2DEGs.">Scavenging of oxygen from SrTiO3 during oxide thin film deposition and the formation of interfacial 2DEGs.</a> J. Appl. Phys. 121 (10), (2017).</li><li>Sing, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Profiling+the+interface+electron+gas+of+LaAlO3/SrTiO3+heterostructures+with+hard+x-ray+photoelectron+spectroscopy.">Profiling the interface electron gas of LaAlO3/SrTiO3 heterostructures with hard x-ray photoelectron spectroscopy.</a> Phys. Rev. Lett. 102 (17), (2009).</li><li>Hasegawa, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reflection+High-Energy+Electron.">Reflection High-Energy Electron.</a> Charact. Mater. , 1925-1938 (2012).</li><li>Wrobel, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+study+of+LaNiO3/LaAlO3+heterostructures+grown+by+pulsed+laser+deposition+and+oxide+molecular+beam+epitaxy.">Comparative study of LaNiO3/LaAlO3 heterostructures grown by pulsed laser deposition and oxide molecular beam epitaxy.</a> Appl. Phys. Lett. 110 (4), 0 (2017).</li><li>Blank, D. H. A., Dekkers, M., Rijnders, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulsed+laser+deposition+in+Twente:+from+research+tool+towards+industrial+deposition.">Pulsed laser deposition in Twente: from research tool towards industrial deposition.</a> J. Phys. D. Appl. Phys. 47 (3), 34006 (2014).</li><li>Preziosi, D., Sander, A., Barth&#233;l&#233;my, A., Bibes, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reproducibility+and+off-stoichiometry+issues+in+nickelate+thin+films+grown+by+pulsed+laser+deposition.">Reproducibility and off-stoichiometry issues in nickelate thin films grown by pulsed laser deposition.</a> AIP Adv. 7 (1), (2017).</li><li>Hensling, F. V. E., Xu, C., Gunkel, F., Dittmann, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unraveling+the+enhanced+Oxygen+Vacancy+Formation+in+Complex+Oxides+during+Annealing+and+Growth.">Unraveling the enhanced Oxygen Vacancy Formation in Complex Oxides during Annealing and Growth.</a> Sci. Rep. 7, 39953 (2017).</li><li>Xu, C., B&#228;umer, C., Heinen, R. A., Hoffmann-Eifert, S., Gunkel, F., Dittmann, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disentanglement+of+growth+dynamic+and+thermodynamic+effects+in+LaAlO3/SrTiO3+heterostructures.">Disentanglement of growth dynamic and thermodynamic effects in LaAlO3/SrTiO3 heterostructures.</a> Sci. Rep. 6, 22410 (2016).</li><li>Breckenfeld, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+growth+induced+(non)stoichiometry+on+interfacial+conductance+in+LaAlO3/SrTiO3.">Effect of growth induced (non)stoichiometry on interfacial conductance in LaAlO3/SrTiO3.</a> Phys. Rev. Lett. 110 (19), (2013).</li></ol>

저자는 공개 없다.

기판 종료 동안 하나 HF 솔루션에서 submerging 시간으로 매우 조심 해야 한다. 우리는 다양 한 그냥 5 아래 그리고에 etched 표면 관찰 원래의 제조 법에 관한 s. 또한, 기판 스텝 크기와 잠수 시간 사이 의존을 관찰 합니다. 작은 단계 크기에 대 한 (100 미만 nm) 30 잠수 후 어 닐 링 절차 제대로 표면 재구성 하기에 충분 한 수 있습니다 비록 s-에칭 이어질 수도 있습니다. 기반으로 HF 산을 사용 하 여 위험 ?...

즉 2D 전자 시스템 (q2DES) 광범위 하 게 사용 되었습니다 놀이터로 다양 한 저 차원 연구 및 양자 현상. (라오스/STO)1, 새로운 계면 전자 단계를 호스트 하는 다른 시스템의 LaAlO3/SrTiO3 시스템에 정액 종이에서 출발 생성 되었습니다. 다른 재료를 결합 하 여 전기 분야 가변 스핀 분극2, 매우 높은 전자 mobilities3 또는 ferroelectricity 결합 현상4같은 추가 속성을 가진 q2DESs의 발견에 지도 했다. 작품의 엄청난 몸 푸는 생성 및 이러한 시스템의 조작에 전념 하고있다, 비록 여러 실험 및 기술 나타났습니다 모순 된 결과, 오히려 비슷한 조건에서 조차. 또한, 정전기와 화학 상호 작용 사이의 균형에서 물리학 게임5,,67제대로 알아야이 필수적인 것으로 발견 되었다.
이 문서에서는, 우리가 철저 하 게 설명 다른 금속/라오스/스토 heterostructures의 성장을 펄스 레이저 증 착 (PLD)의 조합을 사용 하 여 현장에서 마 그 네트 론 스퍼터 링 및. 그런 다음, 라오스/스토 인터페이스에 묻혀 q2DES에 다른 표면 상태의 영향을 이해 하는 전자 및 화학 연구 수행 됩니다, 전송 및 전자 분광학 실험을 사용 하 여.
여러 방법을 사용 되어 왔습니다 이전 STO에 결정 라오어 성장, 적절 한 증 착 기법에 대 한 선택 이므로 고품질 산화물 heterostructures의 제조에 중요 한 단계 (가능한 비용 및 시간 제한). PLD에서 강렬 하 고 짧은 레이저 펄스는 다음 연기나는 얇은 필름으로 기판에 입금 되 면 원하는 자료의 대상을 수 있습니다. 이 방법의 주요 장점 중 하나 영화, 원하는 단계 형성을 달성 하기 위해 핵심 요소를 대상의 산출할을 안정적으로 전송 하는 기능입니다. 또한, 챔버 내부에 동일한 시간 (에서 여러 대상의 가능성 복잡 한 산화물의 광대 한 수의 층에 의해 층 성장 (반영 고 에너지 전자 회절-RHEED를 사용 하 여 실시간으로에서 모니터링)를 수행 하는 능력 진공을 깨지 않고 다른 물질의 성장을 허용) 설정의 단순 확인이 기술을 가장 효과적이 고 다양 한 중 하나.
그러나, 분자 빔 피 (MBE) 같은 다른 기술을 더 높은 품질 코피 성장의 성장을 수 있습니다. 특정 자료의 목표는 대신, MBE에 각 특정 요소는 sublimed 기판, 어디 그들은 서로를 잘 정의 된 원자 층 형성 반응으로. 또한, 높게 정력적 인 종과 더 균일 한 에너지 분포의 부재는 매우 날카로운 인터페이스8의 제조 수 있습니다. 그러나이 기술은 PLD 때 보다 훨씬 더 복잡 한 산화물의 성장에 초고에서 수행 되어야 합니다 이후 진공 조건 (되도록 긴 무료 경로 파괴 되지 의미) 이며 큰 투자, 비용-일반적 요구와 가깝기. 첫 번째 라오스/스토 발행물에 사용 하는 성장 과정은 PLD, 유사한 특성을 가진 샘플 MBE9성장 되어 있다. 그것은 또한 라오스/스토 heterostructures 스퍼터 링10을 사용 하 여 재배 되어 있다 지적 가치가 있어요입니다. 원자적 날카로운 인터페이스는 높은 온도 (920 ° C) 및 높은 산소 압력 (0.8 mbar)에 달성 했다, 비록 계면 전도도 하지 달성 했다.
금속 레이어 상한의 성장에 대 한 사용 마 그 네트 론 스퍼터 링, 품질과 유연성 간의 좋은 균형을 제공 합니다. 그러나 다른 화학 증기 증 착 기반 기술을 수도 유사한 결과 달성 하는 데 사용.
마지막으로,이 문서에서 전송 및 분광학 기술 조합 crosschecking 완전히 이해에 다른 접근의 중요성을 강조, 전자 및 화학 상호 작용의 체계적인 방법을 보여준다합니다 이러한 종류의 시스템의 많은 기능이 있습니다.

<table><tbody><tr><td>Pulsed Laser Deposition</td><td>SURFACE</td><td>PLD Workstation + UHV Cluster System</td><td></td></tr><tr><td>KrF Excimer Laser</td><td>Coherent</td><td>Compex Pro 201F</td><td></td></tr><tr><td>Reflection High-Energy Electron Diffraction (electron gun)</td><td>R-Dec Co., Ltd.</td><td>RDA-003G</td><td>Distributed in Europe by SURFACE.</td></tr><tr><td>Reflection High-Energy Electron Diffraction (CCD camera)</td><td>k-Space Associates, Inc.</td><td>kSA 400</td><td></td></tr><tr><td>Variable Laser Beam Attenuator</td><td>Metrolux</td><td>ML 2100</td><td></td></tr><tr><td>Excimer Laser Sensor</td><td>Coherent</td><td>J-50MUV-248</td><td></td></tr><tr><td>LaAlO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; target</td><td>CrysTec</td><td></td><td>Single-crystal target</td></tr><tr><td>SrTiO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; subtrates</td><td>CrysTec</td><td></td><td>Several different sizes. Possibility to order TiO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; terminated.</td></tr><tr><td>Buffered HF Acid</td><td>Technic</td><td>BOE 7:1</td><td>buffered hydrofluoric acid = BOE 7:1 (HF : NH4F = 12.5 : 87.5%) in&amp;nbsp;VLSI-quality.</td></tr><tr><td>Silver Paste</td><td>DuPont</td><td>4929N</td><td>Conductive Silver Composite.</td></tr><tr><td>Ultrasonic Cleaner</td><td>Bransonic</td><td>12</td><td>Ultrasonic Cleaning Bath</td></tr><tr><td>Tube Furnace</td><td>AET Technologies</td><td>Heat Treatment Furnace</td><td></td></tr><tr><td>Borosilicate Glass Beaker</td><td>VWR</td><td>213-1128</td><td>Iow form</td></tr><tr><td>PTFE Beaker</td><td>Dynalon</td><td>PTFE Beaker</td><td></td></tr><tr><td>Substrate holder &quot;dipper&quot;</td><td>Eberl&amp;eacute;</td><td></td><td>Custom made dipper</td></tr><tr><td>Magnetron Sputtering</td><td>PLASSYS</td><td>Sputtering system</td><td>5 chambers for targets.</td></tr><tr><td>Metal targets</td><td>Neyco S.A.</td><td></td><td>Purity &gt; 99.9%</td></tr><tr><td>X-Ray Photoelectron Spectroscopy System</td><td>Omicron</td><td>Custom XPS System</td><td></td></tr><tr><td>X-Ray Source</td><td>Omicron</td><td>DAR 400</td><td>Twin Anode X-Ray Source.</td></tr><tr><td>Energy Analyser</td><td>Omicron</td><td>EA 125</td><td></td></tr><tr><td>Atomic Force Microscopy</td><td>Bruker</td><td>Innova AFM</td><td></td></tr><tr><td>Atomic Force Microscopy Probes</td><td>Olympus</td><td>OMCL-AC160TS-R3</td><td>Micro Cantilevers</td></tr><tr><td>Wire bonding</td><td>Kulicke &amp;amp; Soffa</td><td>4523AD</td><td></td></tr><tr><td>PPMS</td><td>Quantum Design</td><td>PPMS Dynacool</td><td>9T magnet.</td></tr></tbody></table>

growth and electrostatic/chemical properties of metal/laalo3/srtio3 heterostructures

즉 2D 전자 시스템 (q2DES) LaAlO3 (라오스)와 SrTiO3 (STO) 사이의 인터페이스에서 형성 하는 산화물 전자 커뮤니티에서 많은 관심을 끌고있다. 그것의 전형적인 특징 중 하나 등장 하 계면 전도도 대 한 4 단위-세포 (uc)의 중요 한 라오스 두께의 실존 이다. 이 중요 한 두께의 존재를 설명 하기 위해 과거에 정전기 메커니즘 제안 되었습니다, 비록 화학 결함의 중요성 최근 두 드러 것. 여기, 우리는 초고 진공 (UHV) 클러스터 시스템에 펄스 레이저 증 착 (하는 라오스 성장), 마 그 네트 론 (성장 금속)를 스퍼터 링 및 엑스레이 광전자 분광학 (XPS) 결합 금속/라오스/스토 heterostructures의 성장을 설명 합니다. 우리는 q2DES와 화학 사이의 상호 작용에 발생 하는 금속 및 라오스/STO의 진화와 형성 단계적으로 공부. 또한, magnetotransport 실험 전송에는 q2DES의 전자 속성을 명료 하 게. 이 체계적인 작업 뿐만 아니라 정전기와 화학는 q2DES와 그것의 환경 사이 상호 작용을 공부 하는 방법을 보여 줍니다 하지만 또한 2 차원에서 풍부한 물리학 몇 다기능 상한 레이어에 가능성을 잠금 해제 전자 시스템, 새로운 유형의 장치 제조를 허용.

전체 실험 시스템 성장 및 특성에 사용 되는 그림 2에 표시 됩니다. UHV에서 배포 챔버를 통해 연결 된 다른 설정 하는 데 좋습니다 되도록 샘플의 표면 후 각 성장 과정 깨끗 한 유지 됩니다. PLD 챔버 (그림 3), 마 그 네트 론 스퍼터 링 (그림 7) 및 XPS 챔버 (그림 8)도 자세히 설명 합니다....

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Growth and Electrostatic/chemical Properties of Metal/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures

우리는 금속/LaAlO3/SrTiO3 heterostructures 펄스 레이저 증 착 및 현장에서 마 그 네트 론 스퍼터 링의 조합을 사용 하 여 조작. Magnetotransport와 제자리에서 엑스레이 광전자 분광학 실험을 통해 우리는이 시스템에 준 2 차원 전자 가스의 정전기와 화학 현상 사이 상호 작용 조사.

성장 및 정전기/화학 속성의 금속/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures

The quasi 2D electron system (q2DES) that forms at the interface between LaAlO3 (LAO) and SrTiO3 (STO) has attracted much attention from the oxide ...

growth-electrostaticchemical-properties-metallaalo3srtio3

Research

JoVE Journal

Engineering

Growth and Electrostatic/chemical Properties of Metal/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures

10.2K 조회수.  Université Paris-Saclay. 우리는 금속/LaAlO3/SrTiO3 heterostructures 펄스 레이저 증 착 및 현장에서 마 그 네트 론 스퍼터 링의 조합을 사용 하 여 조작. Magnetotransport와 제자리에서 엑스레이 광전자 분광학 실험을 통해 우리는이 시스템에 준 2 차원 전자 가스의 정전기와 화학 현상 사이 상호 작용 조사.

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Atomically Defined Templates for Epitaxial Growth of Complex Oxide Thin Films

Atomically defined substrate surfaces are prerequisite for the epitaxial growth of complex oxide thin films. In this protocol, two approaches to obtain such surfaces are described. The first approach is the preparation of single terminated perovskite SrTiO3 (001) and DyScO3 (110) substrates. Wet etching was used to selectively remove one of the two possible surface terminations, while an annealing step was used to increase the smoothness of the surface. The resulting single terminated surfaces allow for the heteroepitaxial growth of perovskite oxide thin films with high crystalline quality and well-defined interfaces between substrate and film. In the second approach, seed layers for epitaxial film growth on arbitrary substrates were created by Langmuir-Blodgett (LB) deposition of nanosheets. As model system Ca2Nb3O10- nanosheets were used, prepared by delamination of their layered parent compound HCa2Nb3O10. A key advantage of creating seed layers with nanosheets is that relatively expensive and size-limited single crystalline substrates can be replaced by virtually any substrate material.

Various procedures are outlined to prepare atomically defined templates for epitaxial growth of complex oxide thin films. Chemical treatments of single crystalline SrTiO3 (001) and DyScO3 (110) substrates were performed to obtain atomically smooth, single terminated surfaces. Ca2 Nb3 O10- nanosheets were used to create atomically defined templates on arbitrary substrates.

복합 산화물 박막의 에피 택셜 성장을위한 원자 적으로 정의 된 템플릿

Atomically defined substrate surfaces are prerequisite for the epitaxial growth of complex oxide thin films. In this protocol, two approaches to obtain ...

연구

화학

Writing and Low-Temperature Characterization of Oxide Nanostructures

Oxide nanoelectronics is a rapidly growing field which seeks to develop novel materials with multifunctional behavior at nanoscale dimensions. Oxide interfaces exhibit a wide range of properties that can be controlled include conduction, piezoelectric behavior, ferromagnetism, superconductivity and nonlinear optical properties. Recently, methods for controlling these properties at extreme nanoscale dimensions have been discovered and developed. Here are described explicit step-by-step procedures for creating LaAlO3/SrTiO3 nanostructures using a reversible conductive atomic force microscopy technique. The processing steps for creating electrical contacts to the LaAlO3/SrTiO3 interface are first described. Conductive nanostructures are created by applying voltages to a conductive atomic force microscope tip and locally switching the LaAlO3/SrTiO3 interface to a conductive state. A versatile nanolithography toolkit has been developed expressly for the purpose of controlling the atomic force microscope (AFM) tip path and voltage. Then, these nanostructures are placed in a cryostat and transport measurements are performed. The procedures described here should be useful to others wishing to conduct research in oxide nanoelectronics.

Oxide nanostructures provide new opportunities for science and technology. The interfacial conductivity between LaAlO3 and SrTiO3 can be controlled with near-atomic precision using a conductive atomic force microscopy technique. The protocol for creating and measuring conductive nanostructures at LaAlO3/SrTiO3 interfaces is demonstrated.

작성 및 산화물 나노 구조의 저온 특성

Oxide nanoelectronics is a rapidly growing field which seeks to develop novel materials with multifunctional behavior at nanoscale dimensions.  Oxide ...

공학

Synthesis of Non-uniformly Pr-doped SrTiO3 Ceramics and Their Thermoelectric Properties

We demonstrate a novel synthesis strategy for the preparation of Pr-doped SrTiO3 ceramics via a combination of solid state reaction and spark plasma sintering techniques. Polycrystalline ceramics possessing a unique morphology can be achieved by optimizing the process parameters, particularly spark plasma sintering heating rate. The phase and morphology of the synthesized ceramics were investigated in detail using X-ray diffraction, scanning electron microcopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy. It was observed that the grains of these bulk Pr-doped SrTiO3 ceramics were enhanced with Pr-rich grain boundaries. Electronic and thermal transport properties were also investigated as a function of temperature and doping concentration. Such a microstructure was found to give rise to improved thermoelectric properties. Specifically, it resulted in a significant improvement in carrier mobility and the thermoelectric power factor. Simultaneously, it also led to a marked reduction in the thermal conductivity. As a result, a significant improvement (> 30%) in the thermoelectric figure of merit was achieved for the whole temperature range over all previously reported maximum values for SrTiO3-based ceramics. This synthesis demonstrates the steps for the preparation of bulk polycrystalline ceramics of non-uniformly Pr-doped SrTiO3.

Synthesis of Non-uniformly Pr-doped SrTiO3 Ceramics and Their Thermoelectric Properties

A protocol for the synthesis and processing of polycrystalline SrTiO3 ceramics doped non-uniformly with Pr is presented along with the investigation of their thermoelectric properties.

불균일 PR-도핑 된 SrTiO3의 합성<sub&gt; 3</sub&gt; 도자기와 그 열전 특성

We demonstrate a novel synthesis strategy for the preparation of Pr-doped SrTiO3 ceramics via a combination of solid state reaction and spark plasma ...

Epitaxial Growth of Perovskite Strontium Titanate on Germanium via Atomic Layer Deposition

Atomic layer deposition (ALD) is a commercially utilized deposition method for electronic materials. ALD growth of thin films offers thickness control and conformality by taking advantage of self-limiting reactions between vapor-phase precursors and the growing film. Perovskite oxides present potential for next-generation electronic materials, but to-date have mostly been deposited by physical methods. This work outlines a method for depositing SrTiO3 (STO) on germanium using ALD. Germanium has higher carrier mobilities than silicon and therefore offers an alternative semiconductor material with faster device operation. This method takes advantage of the instability of germanium's native oxide by using thermal deoxidation to clean and reconstruct the Ge (001) surface to the 2&#215;1 structure. 2-nm thick, amorphous STO is then deposited by ALD. The STO film is annealed under ultra-high vacuum and crystallizes on the reconstructed Ge surface. Reflection high-energy electron diffraction (RHEED) is used during this annealing step to monitor the STO crystallization. The thin, crystalline layer of STO acts as a template for subsequent growth of STO that is crystalline as-grown, as confirmed by RHEED. In situ X-ray photoelectron spectroscopy is used to verify film stoichiometry before and after the annealing step, as well as after subsequent STO growth. This procedure provides framework for additional perovskite oxides to be deposited on semiconductors via chemical methods in addition to the integration of more sophisticated heterostructures already achievable by physical methods.

This work details the procedures for the growth and characterization of crystalline SrTiO3 directly on germanium substrates by atomic layer deposition. The procedure illustrates the ability of an all-chemical growth method to integrate oxides monolithically onto semiconductors for metal-oxide semiconductor devices.

원자 층 증착을 통해 게르마늄에 페 로브 스카이 스트론튬 티탄의 에피 택셜 성장

Atomic layer deposition (ALD) is a commercially utilized deposition method for electronic materials. ALD growth of thin films offers thickness control and ...

Spark Plasma Sintering Apparatus Used for the Formation of Strontium Titanate Bicrystals

A spark plasma sintering apparatus was used as a novel method for diffusion bonding of two single crystals of strontium titanate to form bicrystals with one twist grain boundary. This apparatus utilizes high uniaxial pressure and a pulsed direct current for rapid consolidation of material. Diffusion bonding of strontium titanate bicrystals without fracture, in a spark plasma sintering apparatus, is possible at high pressures due to the unusual temperature dependent plasticity behavior of strontium titanate. We demonstrate a method for the successful formation of bicrystals at accelerated time scales and lower temperatures in a spark plasma sintering apparatus compared to bicrystals formed by conventional diffusion bonding parameters. Bond quality was verified by scanning electron microscopy. A clean and atomically abrupt interface containing no secondary phases was observed using transmission electron microscopy techniques. Local changes in bonding across the boundary was characterized by simultaneous scanning transmission electron microscopy and spatially resolved electron energy-loss spectroscopy.

A viable technique for the formation of strontium titanate bicrystals at high pressure and fast heating rate via the spark plasma sintering apparatus is developed.

스트론튬 티탄 Bicrystals의 형성에 사용되는 플라즈마 소결 장치 불꽃

A spark plasma sintering apparatus was used as a novel method for diffusion bonding of two single crystals of strontium titanate to form bicrystals with ...

Chemical Synthesis of Porous Barium Titanate Thin Film and Thermal Stabilization of Ferroelectric Phase by Porosity-Induced Strain

Barium titanate (BaTiO3, hereafter BT) is an established ferroelectric material first discovered in the 1940s and still widely used because of its well-balanced ferroelectricity, piezoelectricity, and dielectric constant. In addition, BT does not contain any toxic elements. Therefore, it is considered to be an eco-friendly material, which has attracted considerable interest as a replacement for lead zirconate titanate (PZT). However, bulk BT loses its ferroelectricity at approximately 130 &#176;C, thus, it cannot be used at high temperatures. Because of the growing demand for high-temperature ferroelectric materials, it is important to enhance the thermal stability of ferroelectricity in BT. In previous studies, strain originating from the lattice mismatch at hetero-interfaces has been used. However, the sample preparation in this approach requires complicated and expensive physical processes, which are undesirable for practical applications.
In this study, we propose a chemical synthesis of a porous material as an alternative means of introducing strain. We synthesized a porous BT thin film using a surfactant-assisted sol-gel method, in which self-assembled amphipathic surfactant micelles were used as an organic template. Through a series of studies, we clarified that the introduction of pores had a similar effect on distorting the BT crystal lattice, to that of a hetero-interface, leading to the enhancement and stabilization of ferroelectricity. Owing to its simplicity and cost effectiveness, this fabrication process has considerable advantages over conventional methods.

Here, we present a protocol for the synthesis of porous barium titanate (BaTiO3) thin film by a surfactant-assisted sol-gel method, in which self-assembled amphipathic surfactant micelles are used as an organic template.

바 륨 다공성 타이타늄 박막 및 다공성 유도 된 긴장에 의해 Ferroelectric 단계의 열 안정화의 화학 합성

Barium titanate (BaTiO3, hereafter BT) is an established ferroelectric material first discovered in the 1940s and still widely used because of its ...

Bulk and Thin Film Synthesis of Compositionally Variant Entropy-stabilized Oxides

Here, we present a procedure for the synthesis of bulk and thin film multicomponent (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (Co variant) and (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x))O (Cu variant) entropy-stabilized oxides. Phase pure and chemically homogeneous (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (x = 0.20, 0.27, 0.33) and (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x))O (x = 0.11, 0.27) ceramic pellets are synthesized and used in the deposition of ultra-high quality, phase pure, single crystalline thin films of the target stoichiometry. A detailed methodology for the deposition of smooth, chemically homogeneous, entropy-stabilized oxide thin films by pulsed laser deposition on (001)-oriented MgO substrates is described. The phase and crystallinity of bulk and thin film materials are confirmed using X-ray diffraction. Composition and chemical homogeneity are confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy. The surface topography of thin films is measured with scanning probe microscopy. The synthesis of high quality, single crystalline, entropy-stabilized oxide thin films enables the study of interface, size, strain, and disorder effects on the properties in this new class of highly disordered oxide materials.

The synthesis of high quality bulk and thin film (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O and (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x))O entropy-stabilized oxides is presented.

Here, we present a procedure for the synthesis of bulk and thin film multicomponent (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (Co variant) and ...

Radio Frequency Magnetron Sputtering of GdBa2Cu3O7&#8722;&#948;/ La0.67Sr0.33MnO3 Quasi-bilayer Films on SrTiO3 (STO) Single-crystal Substrates

Here, we demonstrate a method of coating ferromagnetic La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) nanoparticles on (001) SrTiO3 (STO) single-crystal substrates by radio frequency (RF) magnetron sputtering. LSMO nanoparticles were deposited with diameters from 10 to 20 nm and heights between 20 and 50 nm. At the same time, (Gd) Ba2Cu3O7&#8722;&#948; ((Gd) BCO) films were fabricated on both undecorated and LSMO nanoparticle decorated STO substrates using RF magnetron sputtering. This report also describes the properties of GdBa2Cu3O7&#8722;&#948;/ La0.67Sr0.33MnO3 quasi-bilayer films structures (e.g., crystalline phase, morphology, chemical composition); magnetization, magneto-transport, and superconducting transport properties were also evaluated.

Radio Frequency Magnetron Sputtering of GdBa2Cu3O7ÃƒÆ’Ã‚Â¢Ãƒâ€¹Ã¢â‚¬Â 'ÃƒÆ’Ã…Â½ Â´/ La0.67Sr0.33MnO3 Quasi-bilayer Films on SrTiO3 STO Single-crystal Substrates

Here, we present a protocol to grow LSMO nanoparticles and (Gd) BCO films on (001) SrTiO3 (STO) single-crystal substrates by radio frequency (RF)-sputtering.

고주파 마 그 네트 론 스퍼터 링 GdBa2Cu3O7−δ의 라0.67SrTiO3 (STO) 단 결정 기판에 Sr0.33MnO3 준 bilayer 영화 /

Here, we demonstrate a method of coating ferromagnetic La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) nanoparticles on (001) SrTiO3 (STO) single-crystal substrates by radio ...

Metal Oxide Heterojunction for Photocatalytic Activities

There is a significant global demand for improvements in synthesis techniques and their optimal characteristics, especially for industrial-scale applications. Sol-gel-based solution combustion synthesis (SG-SCS) is a simple method to produce ordered porous materials. In this regard, Pearson&#39;s hard and soft acids and bases theory assists in selecting host-dopant reactivity to form a proper heterojunction.
The formation of a heterojunction also changes the essential properties of the materials, improving photocatalysis via charge transfer or synergistic activities. A calcination temperature of 500 &#176;C is ideal for this process based on the results of the stability assessment via a differential thermogravimetry ratio analysis (DTG).
The nanoscale dimensions of the nanoparticles (NPs) and nanocomposites (NCs) generated were validated using X-ray diffraction and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). Furthermore, the scanning electron microscopy micrographs and BET analyses confirmed the porosity nature of the materials. HRTEM, X-ray photoelectron spectroscopy, and energy-dispersive X-ray investigations established the materials composition. The study found that NCs degraded the acid orange 8 (AO8) color more efficiently than bare ZnO.

The development of a heterojunction boosts the photocatalytic activities of solution combustion synthesis, which is a time-/energy-efficient process. Advanced analytical characterization techniques were used in this protocol to evaluate the materials&#39; characteristics, and nanocomposites demonstrated improved acid orange-8 dye degradation.

There is a significant global demand for improvements in synthesis techniques and their optimal characteristics, especially for industrial-scale ...

Tuning Oxide Properties by Oxygen Vacancy Control During Growth and Annealing

Electrical, optical, and magnetic properties of oxide materials can often be controlled by varying the oxygen content. Here we outline two approaches for varying the oxygen content and provide concrete examples for tuning the electrical properties of SrTiO3-based heterostructures. In the first approach, the oxygen content is controlled by varying the deposition parameters during a pulsed laser deposition. In the second approach, the oxygen content is tuned by subjecting the samples to annealing in oxygen at elevated temperatures after the film growth. The approaches can be used for a wide range of oxides and nonoxide materials where the properties are sensitive to a change in the oxidation state.
The approaches differ significantly from electrostatic gating, which is often used to change the electronic properties of confined electronic systems such as those observed in SrTiO3-based heterostructures. By controlling the oxygen vacancy concentration, we are able to control the carrier density over many orders of magnitude, even in nonconfined electronic systems. Moreover, properties can be controlled, which are not sensitive to the density of itinerant electrons.

Oxide materials show many exotic properties that can be controlled by tuning the oxygen content. Here, we demonstrate the tuning of oxygen content in oxides by varying the pulsed laser deposition parameters and by performing postannealing. As an example, electronic properties of SrTiO3-based heterostructures are tuned by growth modifications and annealing.

성장 및 어닐링 중 산소 공극 제어에 의한 산화물 특성 조정

Electrical, optical, and magnetic properties of oxide materials can often be controlled by varying the oxygen content. Here we outline two approaches for ...

성장 및 정전기/화학 속성의 금속/LaAlO₃/SrTiO₃ Heterostructures

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