The impacts of cation stoichiometry and substrate surface quality on nucleation, structure, defect formation, and intermixing in complex oxide heteroepitaxy-LaCrO3 on SrTiO3(001)

Advanced Functional Materials

Volumn 23, Issue 23, 2013, Pages 2953-2963

  Qiao, L ^a,b   Zhang, K H L ^a   Bowden, M E ^c   Varga, T ^c   Shutthanandan, V ^c   Colby, R ^c   Du, Y ^c   Kabius, B ^c   Sushko, P V ^d   Biegalski, M D ^b   Chambers, S A ^a  

^a PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

^d UNIVERSITY COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

Author keywords

intermixing; molecular beam epitaxy; nonstoichiometry; oxide heteroepitaxy

Indexed keywords

CATION STOICHIOMETRY; HETEROEPITAXIAL FILMS; INTERFACE COMPOSITION; INTERMIXING; NON-STOICHIOMETRY; STRUCTURAL PARAMETER; STRUCTURAL QUALITIES; STRUCTURE PROPERTY RELATIONSHIPS;

DEFECTS; DIAMOND FILMS; EPITAXIAL FILMS; EPITAXIAL GROWTH; MIXING; MOLECULAR BEAM EPITAXY; NUCLEATION; POSITIVE IONS; PULSED LASER DEPOSITION; SILICON; STOICHIOMETRY; STRONTIUM TITANATES; TEMPERATURE;

INTERFACES (MATERIALS);

EID: 84879081217     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201202655     Document Type: Article

References (55)

1. A. Ohtomo, H. Y. Hwang, Nature 2004, 427, 423.
2. S. Thiel, G. Hammerl, A. Schmehl, C. W. Schneider, J. Mannhart, Science 2006, 313, 1942.
3. M. Huijben, G. Rijnders, D. H. A. Blank, S. Bals, S. Van Aert, J. Verbeeck, G. Van Tendeloo, A. Brinkman, H. Hilgenkamp, Nat. Mater. 2006, 5, 556.
4. N. Reyren, S. Thiel, A. D. Caviglia, L. F. Kourkoutis, G. Hammerl, C. Richter, C. W. Schneider, T. Kopp, A.-S. Ruetschi, D. Jaccard, M. Gabay, D. A. Muller, J.-M. Triscone, J. Mannhart, Science 2007, 317, 1196.
5. N. Nakagawa, H. Y. Hwang, D. A. Muller, Nat. Mater. 2006, 5, 204.
6. M. Salluzzo, J. C. Cezar, N. B. Brookes, V. Bisogni, G. M. Luca, C. Richter, S. Thiel, J. Mannhart, M. Huijben, A. Brinkman, G. Rijnders, G. Ghiringhelli, Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 166804.
7. A. Savoia, D. Paparo, P. Perna, Z. Ristic, M. Salluzzo, F. Miletto Granozio, U. Scotti di Uccio, C. Richter, S. Thiel, J. Mannhart, L. Marrucci, Phys. Rev. B 2009, 80, 075110.
8. A. Kalabukhov, R. Gunnarsson, J. Borjesson, E. Olsson, T. Claeson, D. Winkler, Phys. Rev. B 2007, 75, 121404(R).
9. G. Herranz, M. Basletic, M. Bibes, C. Carretero, E. Tafra, E. Jacquet, K. Bouzehouane, C. Deranlot, A. Hamzic, J.-M. Broto, A. Barthelemy, A. Fert, Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 216803.
10. W. Siemons, G. Koster, H. Yamamoto, W. A. Harrison, G. Lucovsky, T. H. Geballe, D. H. A. Blank, M. R. Beasley, Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 196802.
11. P. R. Willmott, S. A. Pauli, R. Herger, C. M. Schleputz, D. Martoccia, B. D. Patterson, B. Delley, R. Clarke, D. Kumah, C. Cionca, Y. Yacoby, Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 155502.
12. A. S. Kalabukhov, Y. A. Boikov, I. T. Serenkov, V. I. Sakharov, V. N. Popok, R. Gunnarsson, J. Borjesson, N. Ljustina, E. Olsson, D. Winkler, T. Claeson, Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 146101.
13. S. A. Chambers, M. H. Engelhard, V. Shutthanandan, Z. Zhu, T. C. Droubay, L. Qiao, P. V. Sushko, T. Feng, H. D. Lee, T. Gustafsson, E. Garfunkel, A. B. Shah, J. M. Zuo, Q. M. Ramasse, Surf. Sci. Rep. 2010, 65, 317.
14. L. Qiao, T. C. Droubay, T. C. Kaspar, P. V. Sushko, S. A. Chambers, Surf. Sci. 2011, 605, 1381.
15. D. H. Lowndes, D. B. Geohegan, A. A. Puretzky, D. P. Norton, C. M. Rouleau, Science 1996, 273, 898.
16. D. Dijkkamp, T. Venkatesan, X. D. Wu, S. A. Shaheen, N. Jisrawi, Y. H. Minlee, W. L. McLean, M. Croft, Appl. Phys. Lett. 1987, 51, 619.
17. B. Dam, J. H. Rector, J. Johansson, S. Kars, R. Griessen, Appl. Surf. Sci. 1996, 96-8, 679.
18. T. Ohnishi, M. Lippmaa, T. Yamamoto, S. Meguro, H. Koinuma, Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 241919.
19. E. Breckenfeld, R. Wilson, J. Karthik, A. R. Damodaran, D. G. Cahill, L. W. Martin, Chem. Mater. 2012, 24, 331.
20. D. S. Kan, Y. Shimakawa, Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 081907.
21. L. Qiao, T. C. Droubay, V. Shutthanandan, Z. Zhu, P. V. Sushko, S. A. Chambers, J. Phys.: Condens. Matter 2010, 22, 312201.
22. T. C. Droubay, L. Qiao, T. C. Kaspar, M. H. Engelhard, V. Shutthanandan, S. A. Chambers, Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 124105.
23. T. Ohnishi, K. Takada, Appl. Phys. Express 2011, 4, 025501.
24. Z. Marton, S. S. A. Seo, T. Egami, H. N. Lee, J. Cryst. Growth 2010, 312, 2923.
25. S. Kobayashi, Y. Tokuda, T. Ohnishi, T. Mizoguchi, N. Shibata, Y. Sato, Y. Ikuhara, T. Yamamoto, J. Mater. Sci. 2011, 46, 4354.
26. H. W. Jang, A. Kumar, S. Denev, M. D. Biegalski, P. Maksymovych, C. W. Bark, C. T. Nelson, C. M. Folkman, S. H. Baek, N. Balke, C. M. Brooks, D. A. Tenne, D. G. Schlom, L. Q. Chen, X. Q. Pan, S. V. Kalinin, V. Gopalan, C. B. Eom, Phys. Rev. Lett. 2010, 104, 197601.
27. T. Ohnishi, K. Shibuya, T. Yamamoto, M. Lippmaa, J. Appl. Phys. 2008, 103, 103703.
28. P. R. Willmott, J. R. Huber, Rev. Mod. Phys. 2000, 72, 315.
29. H. M. Christen, G. Eres, J. Phys.: Condens. Matter 2008, 20, 16.
30. S. A. Chambers, Adv. Mater. 2010, 22, 219.
31. M. E. Klausmeierbrown, J. N. Eckstein, I. Bozovic, G. F. Virshup, Appl. Phys. Lett. 1992, 60, 657.
32. Z. M. Wang, J. G. Feng, Y. Yang, Y. Yao, L. Gu, F. Yang, Q. L. Guo, J. D. Guo, Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 051602.
33. J. H. Haeni, C. D. Theis, D. G. Schlom, J. Electroceram. 2000, 4, 385.
34. M. P. Warusawithana, C. Cen, C. R. Sleasman, J. C. Woicik, Y. L. Li, L. F. Kourkoutis, J. A. Klug, H. Li, P. Ryan, L. P. Wang, M. Bedzyk, D. A. Muller, L. Q. Chen, J. Levy, D. G. Schlom, Science 2009, 324, 367.
35. S. A. Chambers, L. Qiao, T. C. Droubay, T. C. Kaspar, B. W. Arey, P. V. Sushko, Phys. Rev. Lett. 2011, 107, 206802.
36. L. Qiao, T. C. Droubay, M. E. Bowden, V. Shutthanandan, T. C. Kaspar, S. A. Chambers, Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 061904.
37. K. Johnston, M. R. Castell, A. T. Paxton, M. W. Finnis, Phys. Rev. B 2004, 70, 085415.
38. R. D. Shannon, C. T. Prewitt, Acta Crystallogr. B 1969, B 25, 925.
39. J. R. Tesmer, M. Nastasi, J. C. Barbour, C. J. Maggiore, J. W. Mayer, Handbook of Modern Ion Beam Materials Analysis, Materials Research Society, Pittsburgh, PA 1995.
40. D. S. Gemmell, Rev. Mod. Phys. 1974, 46, 129.
41. S. T. Picraux, J. A. Davies, L. Eriksson, N. G. E. Johansso, J. W. Mayer, Phys. Rev. 1969, 180, 873.
42. T. E. Derry, R. W. Fearick, J. P. F. Sellschop, Phys. Rev. B 1982, 26, 17.
43. G. Bai, M. A. Nicolet, J. E. Mahan, K. M. Geib, Phys. Rev. B 1990, 41, 8603.
44. S. A. Chambers, T. C. Droubay, C. Capan, G. Y. Sun, Surf. Sci. 2012, 606, 554.
45. R. Meyer, R. Waser, J. Helmbold, G. Borchardt, Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 105901.
46. B. Jalan, S. Stemmer, S. Mack, S. J. Allen, Phys. Rev. B 2010, 82, 081103.
47. L. Qiao, T. C. Droubay, T. Varga, M. E. Bowden, V. Shutthanandan, Z. Zhu, T. C. Kaspar, S. A. Chambers, Phys. Rev. B 2011, 83, 085408.
48. T. C. Droubay, K. M. Rosso, S. M. Heald, D. E. McCready, C. M. Wang, S. A. Chambers, Phys. Rev. B 2007, 75, 104412.
49. B. Zhao, T. C. Kaspar, T. C. Droubay, J. McCloy, M. E. Bowden, V. Shutthanandan, S. M. Heald, S. A. Chambers, Phys. Rev. B 2011, 84, 245325.
50. M. Mayer, SIMNRA User's Guide 6.04, Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Garching, Germany 2008.
51. I. G. Batyrev, A. Alavi, M. W. Finnis, Phys. Rev. B 2000, 62, 4698.
52. E. Heifets, S. Piskunov, E. A. Kotomin, Y. F. Zhukovskii, D. E. Ellis, Phys. Rev. B 2007, 75, 115417.
53. J. P. Perdew, A. Ruzsinszky, G. I. Csonka, O. A. Vydrov, G. E. Scuseria, L. A. Constantin, X. L. Zhou, K. Burke, Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 136406
54. P. E. Blochl, Phys. Rev. B 1994, 50, 17953.
55. G. Kresse, J. Furthmuller, Phys. Rev. B 1996, 54, 11169.