Podemos fabricar metal/LaAlO3/SrTiO3 estende usando uma combinação de deposição do laser pulsado e em situ magnétron que sputtering. Através de magnetotransport e em situ x-ray Spectroscopy espectroscopia experiências, vamos investigar a interação entre fenômenos eletrostáticos e químicas do gás quase elétron bidimensional formado neste sistema.
É necessária uma assinatura do JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou inicie seu teste gratuito.
Artigo de método
Crescimento e eletrostático química/Propriedades de Metal/LaAlO3/SrTiO3 estende
Neste artigo
Resumo
Resumo
O sistema de elétrons 2D quase (q2DES) que se forma na interface entre LaAlO3 (LAO) e SrTiO3 (STO) tem atraído muita atenção da comunidade eletrônica de óxido. Uma de suas características de marca é a existência de uma espessura de LAO crítica da unidade 4-células (uc) para condutividade interfacial a emergir. Embora eletrostáticos mecanismos têm sido propostos no passado para descrever a existência desta espessura crítica, a importância da químicas defeitos recentemente acentuou. Aqui, descrevemos o crescimento do metal/LAO/STO estende em um ultra alto vácuo (UHV) sistema de cluster combinando depoimento do laser pulsado (para crescer o LAO), magnétron que sputtering (para crescer o metal) e espectroscopia de fotoelétron de raios x (XPS). Estudamos, passo a passo, a formação e evolução da q2DES e as interações químicas que ocorrem entre o metal e o LAO/STO. Além disso, experiências magnetotransport elucidar sobre o transporte e propriedades eletrônicas do q2DES. Este trabalho sistemático não só demonstra uma maneira de estudar a interação eletrostática e química entre o q2DES e seu ambiente, mas também abre a possibilidade de camadas tampando multifunctional do casal com a rica física observada em duas dimensões sistemas de elétrons, permitindo a fabricação de novos tipos de dispositivos.
Introdução
Sistemas de elétrons 2D quase (q2DES) têm sido usados extensivamente como um playground para estudar uma infinidade de baixo-dimensional e fenômenos quânticos. A partir do livro seminal no sistema LaAlO3/SrTiO3 (LAO/STO)1, uma explosão de diferentes sistemas que hospedam novas fases eletrônicas interfaciais foram criados. Combinar diferentes materiais levou à descoberta de q2DESs com propriedades adicionais, tais como rotação ajustável elétrico-campo de polarização2, extremamente alta elétron mobilidades3 ou fenômenos acoplados Ferroeletricidade4. Embo....
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Protocolo
Nota: Todos os 5 passos descritos no presente protocolo podem ser pausados e reiniciados a qualquer momento, com a única condição que a amostra é mantida sob vácuo elevado da etapa 3.4 a 5.
1. STO(001) substrato rescisão:
- Um líquido de limpeza ultra-sônico (com um transdutor de 40KHz) enche de água e aquecê-lo a 60 ° C. Encha um copo de vidro de borosilicato com acetona. Independente do tamanho da taça, certifique-se de preenchê-lo pelo menos 20% do seu volume máximo, para garantir que os substratos são bem submersa.
- Coloque uma saída do caixa terminada em mistura single-lado polido (001) orientado STO úni....
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Resultados
O sistema completo experimental usado para o crescimento e caracterização é mostrado na Figura 2. Ter configurações diferentes conectadas em UHV através de uma câmara de distribuição é altamente recomendado para garantir que a superfície da amostra após cada processo de crescimento é mantido intocado. A câmara de PLD (Figura 3), (Figura 7) de sputtering do magnétron e câmara de XPS (
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Discussão
Durante o encerramento do substrato, um deve ser extremamente cuidadoso com o navio tempo na solução de HF. Observamos sob - e over - etched superfícies por variados apenas 5 s no que se refere a receita original. Além disso, observou-se uma dependência entre o tamanho do passo de substrato e submergindo a tempo. Para tamanhos menores de passo (menos de 100 nm) submergindo 30 s pode levar ao excesso de gravura, mesmo que depois o processo de recozimento pode ser suficiente para reconstruir corretamente a superfície. Devi.......
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Divulgações
Os autores não têm nada para divulgar.
Agradecimentos
Este trabalho recebeu apoio da ERC consolidador Grant #615759 "MINT", região de Île-de-France DIM "Oxymore" (projeto "NEIMO") e o projeto ANR "NOMILOPS". H.N. foi parcialmente apoiado pelo programa Core-to-Core EPSRC-JSPS, JSPS subsídio para pesquisa científica (B) (#15 H 03548). A.S. foi apoiado pela Deutsche Forschungsgemeinschaft (HO 53461-1; postdoctoral fellowship para A.S.). D.C.V. obrigado Ministério francês do ensino superior e pesquisa e CNRS para financiamento da sua tese de doutorado. J.S. graças a Universidade Paris-Saclay (programa D'Alembert) e CNRS para financiar sua estadia no CNRS/Thales.
....Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| SUPERFÍCIE | deposição a laser pulsado | + sistema | |
| KrF Excimer Laser | Coerente | Compex Pro 201F | |
| Difração de elétrons de alta energia de reflexão (canhão | de elétrons) R-Dec Co., Ltd. | RDA-003G | Distribuído na Europa pela SURFACE. |
| Difração de elétrons de alta energia de reflexão (câmera CCD) | k-Space Associates, Inc. | kSA 400 | |
| Atenuador de Feixe de Laser Variável | Metrolux | ML 2100 | |
| Sensor Laser Excimer | Coerente | J-50MUV-248 | |
| LaAlO3 alvo | CrysTec | Alvo de cristal único | |
| SrTiO3 substratos | CrysTec | Vários tamanhos diferentes. Possibilidade de ordenar a rescisão do TiO2. | |
| Ácido HF tamponado | Acid Technic | BOE 7:1 | ácido fluorídrico tamponado = BOE 7:1 (HF: NH4F = 12,5: 87,5%) em Qualidade VLSI. |
| Pasta de Prata | DuPont | 4929N | Composto de Prata Condutiva. |
| Limpador Ultrassônico | Bransonic | 12 | Forno de Tubo de Banho de Limpeza Ultrassônica |
| Forno | Tratamento Térmico | AET Technologies | |
| Copo de Vidro Borosilicato | VWR | 213-1128 | Copo de |
| PTFE | Forma Iow Copo de PTFE Dynalon | PTFE | |
| Suporte de substrato "dipper" | Eberlé | Magnetron feito-à-medida | |
| da concha que engasga | PLASSYS | que engasga | câmaras do sistema 5 para alvos. |
| Metal mira | Neyco S.A. | Pureza > 99,9% | |
| Sistema de espectroscopia de fotoelétrons de raios-X | Omicron | Custom XPS System | |
| de raios-X | Omicron | DAR 400 | Twin Anode X-Ray |
| analisador de energia | Omicron | EA 125 | |
| microscopia da força de | |||
| Ímã Soffa | 4523AD | ||
| PPMS | Quantum Design | PPMS Dynacool | 9T. |
Referências
- Ohtomo, A., Hwang, H. Y. A high-mobility electron gas at the LaAlO3/SrTiO3 heterointerface. Nature. 427, 423-426 (2004).
- Stornaiuolo, D., et al. Tunable spin polarization and superconductivity in engineered oxide interfaces. Nat. Mater. 15 (....
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Reimpressões e permissões
Etiquetas
