Atomic-scale visualization of polarization pinning and relaxation at coherent BiFeO3/LaAlO3 interfaces

Advanced Functional Materials

Volumn 24, Issue 6, 2014, Pages 793-799

  Huang, Rong ^a   Ding, Hang Chen ^a   Liang, Wen I ^c   Gao, Yong Chao ^a   Tang, Xiao Dong ^a   He, Qing ^d   Duan, Chun Gang ^a,e   Zhu, Ziqiang ^a   Chu, Junhao ^a,e   Fisher, Craig A J ^b   Hirayama, Tsukasa ^b   Ikuhara, Yuichi ^b,f   Chu, Ying Hao ^a  

^a EAST CHINA NORMAL UNIVERSITY   (China)

^b JAPAN FINE CERAMICS CENTER   (Japan)

^c NATIONAL CHIAO TUNG UNIVERSITY   (Taiwan)

^d LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY   (United States)

^e INSTITUTE OF GEOLOGY AND GEOPHYSICS   (China)

^f UNIVERSITY OF TOKYO   (Japan)

Author keywords

annular bright field imaging; bismuth ferrite; heterointerfaces

Indexed keywords

ATOMIC-SCALE VISUALIZATION; BISMUTH FERRITES; BRIGHTFIELD; FIRST-PRINCIPLES CALCULATION; HETERO-INTERFACES; HIGH-ANGLE ANNULAR DARK FIELDS; SCANNING TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPES; SCANNING TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY;

ATOMS; CALCULATIONS; CRYSTAL SYMMETRY; FERROELECTRICITY; LANTHANUM ALLOYS; POLARIZATION; THIN FILMS; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY;

CRYSTAL ATOMIC STRUCTURE;

EID: 84893845473     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201301470     Document Type: Article

References (52)

1. P. Zubko, S. Gariglio, M. Gabay, P. Ghosez, J.-M. Triscone, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 2011, 2, 141.
2. M. Bibes, J. E. Villegas, A. Barthelemy, Adv. Phys. 2011, 60, 5.
3. Y. Tokura, Y. Tomioka, J. Magn. Magn. Mater. 1999, 200, 1.
4. A. Ohtomo, H. Y. Hwang, Nature 2004, 427, 423.
5. 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.
6. S. Gariglio, M. Gabay, J.-M. Triscone, Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 13.
7. N. A. Benedek, C. J. Fennie, Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 107204.
8. C.-G. Duan, S. S. Jaswal, E. Y. Tsymbal, Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 047201.
9. W. Eerenstein, N. D. Mathur, J. F. Scott, Nature 2006, 442, 759.
10. D. G. Schlom, L.-Q. Chen, C.-B. Eom, K. M. Rabe, S. K. Streiffer, J.-M. Triscone, Ann. Rev. Mater. Res. 2007, 37, 589.
11. J. H. Haeni, P. Irvin, W. Chang, R. Uecker, P. Reiche, Y. L. Li, S. Choudhury, W. Tian, M. E. Hawley, B. Craigo, A. K. Tagantsev, X. Q. Pan, S. K. Streiffer, L. Q. Chen, S. W. Kirchoefer, J. Levy, D. G. Schlom, Nature 2004, 430, 758.
12. K. J. Choi, M. Biegalski, Y. L. Li, A. Sharan, J. Schubert, R. Uecker, P. Reiche, Y. B. Chen, X. Q. Pan, V. Gopalan, L. Q. Chen, D. G. Schlom, C. B. Eom, Science 2004, 306, 1005.
13. R. J. Zeches, M. D. Rossell, J. X. Zhang, A. J. Hatt, Q. He, C. H. Yang, A. Kumar, C. H. Wang, A. Melville, C. Adamo, G. Sheng, Y. H. Chu, J. F. Ihlefeld, R. Erni, C. Ederer, V. Gopalan, L. Q. Chen, D. G. Schlom, N. A. Spaldin, L. W. Martin, R. Ramesh, Science 2009, 326, 977.
14. H. Bea, B. Dupe, S. Fusil, R. Mattana, E. Jacquet, B. Warot-Fonrose, F. Wilhelm, A. Rogalev, S. Petit, V. Cros, A. Anane, F. Petroff, K. Bouzehouane, G. Geneste, B. Dkhil, S. Lisenkov, I. Ponomareva, L. Bellaiche, M. Bibes, A. Barthelemy, Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 217603.
15. J. Wang, J. B. Neaton, H. Zheng, V. Nagarajan, S. B. Ogale, B. Liu, D. Viehland, V. Vaithyanathan, D. G. Schlom, U. V. Waghmare, N. A. Spaldin, K. M. Rabe, M. Wuttig, R. Ramesh, Science 2003, 299, 1719.
16. G. Catalan, J. F. Scott, Adv. Mater. 2009, 21, 2463.
17. F. Kubel, H. Schmid, Acta Crystallogr. Sect. B: Struct. Sci. 1990, B46, 698.
18. C. Ederer, N. A. Spaldin, Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 257601.
19. K. Y. Yun, D. Ricinschi, T. Kanashima, M. Okuyama, Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 192902.
20. J. X. Zhang, Q. He, M. Trassin, W. Luo, D. Yi, M. D. Rossell, P. Yu, L. You, C. H. Wang, C. Y. Kuo, J. T. Heron, Z. Hu, R. J. Zeches, H. J. Lin, A. Tanaka, C. T. Chen, L. H. Tjeng, Y. H. Chu, R. Ramesh, Phys. Rev. Lett. 2011, 107, 147602.
21. B. Dupe, I. C. Infante, G. Geneste, P. E. Janolin, M. Bibes, A. Barthelemy, S. Lisenkov, L. Bellaiche, S. Ravy, B. Dkhil, Phys. Rev. B 2010, 81, 144128.
22. A. J. Hatt, N. A. Spaldin, C. Ederer, Phys. Rev. B 2010, 81, 054109.
23. H. W. Jang, S. H. Baek, D. Ortiz, C. M. Folkman, R. R. Das, Y. H. Chu, P. Shafer, J. X. Zhang, S. Choudhury, V. Vaithyanathan, Y. B. Chen, D. A. Felker, M. D. Biegalski, M. S. Rzchowski, X. Q. Pan, D. G. Schlom, L. Q. Chen, R. Ramesh, C. B. Eom, Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 107602.
24. Q. He, Y. H. Chu, J. T. Heron, S. Y. Yang, W. I. Liang, C. Y. Kuo, H. J. Lin, P. Yu, C. W. Liang, R. J. Zeches, W. C. Kuo, J. Y. Juang, C. T. Chen, E. Arenholz, A. Scholl, R. Ramesh, Nat. Commun. 2011, 2, 255.
25. A. Borisevich, O. S. Ovchinnikov, H. J. Chang, M. P. Oxley, P. Yu, J. Seidel, E. A. Eliseev, A. N. Morozovska, R. Ramesh, S. J. Pennycook, S. V. Kalinin, ACS Nano 2010, 4, 6071.
26. A. Y. Borisevich, H. J. Chang, M. Huijben, M. P. Oxley, S. Okamoto, M. K. Niranjan, J. D. Burton, E. Y. Tsymbal, Y. H. Chu, P. Yu, R. Ramesh, S. V. Kalinin, S. J. Pennycook, Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 087204.
27. C. T. Nelson, B. Winchester, Y. Zhang, S.-J. Kim, A. Melville, C. Adamo, C. M. Folkman, S.-H. Baek, C.-B. Eom, D. G. Schlom, L.-Q. Chen, X. Pan, Nano Lett. 2011, 11, 828.
28. K. W. Urban, Science 2008, 321, 506.
29. C. L. Jia, M. Lentzen, K. Urban, Science 2003, 299, 870.
30. P. M. Voyles, D. A. Muller, J. L. Grazul, P. H. Citrin, H. J. L. Gossmann, Nature 2002, 416, 826.
31. N. Shibata, M. F. Chisholm, A. Nakamura, S. J. Pennycook, T. Yamamoto, Y. Ikuhara, Science 2007, 316, 82.
32. P. D. Nellist, M. F. Chisholm, N. Dellby, O. L. Krivanek, M. F. Murfitt, Z. S. Szilagyi, A. R. Lupini, A. Borisevich, W. H. Sides, S. J. Pennycook, Science 2004, 305, 1741.
33. P. E. Batson, N. Dellby, O. L. Krivanek, Nature 2002, 418, 617.
34. C.-L. Jia, K. W. Urban, M. Alexe, D. Hesse, I. Vrejoiu, Science 2011, 331, 1420.
35. C.-L. Jia, V. Nagarajan, J.-Q. He, L. Houben, T. Zhao, R. Ramesh, K. Urban, R. Waser, Nat. Mater. 2007, 6, 64.
36. C.-L. Jia, S.-B. Mi, K. Urban, I. Vrejoiu, M. Alexe, D. Hesse, Nat. Mater. 2008, 7, 57.
37. M. F. Chisholm, W. Luo, M. P. Oxley, S. T. Pantelides, H. N. Lee, Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 197602.
38. G. Catalan, A. Lubk, A. H. G. Vlooswijk, E. Snoeck, C. Magen, A. Janssens, G. Rispens, G. Rijnders, D. H. A. Blank, B. Noheda, Nat. Mater. 2011, 10, 963.
39. S. D. Findlay, N. Shibata, H. Sawada, E. Okunishi, Y. Kondo, Y. Ikuhara, Ultramicroscopy 2010, 110, 903.
40. S. D. Findlay, N. Shibata, H. Sawada, E. Okunishi, Y. Kondo, T. Yamamoto, Y. Ikuhara, Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 191913.
41. R. Huang, T. Hitosugi, S. D. Findlay, C. A. J. Fisher, Y. H. Ikuhara, H. Moriwake, H. Oki, Y. Ikuhara, Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 051913.
42. R. Huang, Y. H. Ikuhara, T. Mizoguchi, S. D. Findlay, A. Kuwabara, C. A. J. Fisher, H. Moriwake, H. Oki, T. Hirayama, Y. Ikuhara, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 3053.
43. S. D. Findlay, T. Saito, N. Shibata, Y. Sato, J. Matsuda, K. Asano, E. Akiba, T. Hirayama, Y. Ikuhara, Appl. Phys. Exp. 2010, 3, 116603.
44. R. Ishikawa, E. Okunishi, H. Sawada, Y. Kondo, F. Hosokawa, E. Abe, Nat. Mater. 2011, 10, 278.
45. M. D. Rossell, R. Erni, M. P. Prange, J. C. Idrobo, W. Luo, R. J. Zeches, S. T. Pantelides, R. Ramesh, Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 047601.
46. Y.-M. Kim, A. Kumar, A. Hatt, A. N. Morozovska, A. Tselev, M. D. Biegalski, I. Ivanov, E. A. Eliseev, S. J. Pennycook, J. M. Rondinelli, S. V. Kalinin, A. Y. Borisevich, Adv. Mater. 2013, 25, 2497.
47. C.-G. Duan, R. F. Sabirianov, W. N. Mei, S. S. Jaswal, E. Y. Tsymbal, Nano Lett. 2006, 6, 483.
48. M. Guennou, P. Bouvier, G. S. Chen, B. Dkhil, R. Haumont, G. Garbarino, J. Kreisel, Phys. Rev. B 2011, 84, 174107.
49. H.-J. Liu, C.-W. Liang, W.-I. Liang, H.-J. Chen, J.-C. Yang, C.-Y. Peng, G.-F. Wang, F.-N. Chu, Y.-C. Chen, H.-Y. Lee, L. Chang, S.-J. Lin, Y.-H. Chu, Phys. Rev. B 2012, 85, 014104.
50. G. Kresse, D. Joubert, Phys. Rev. B 1999, 59, 1758.
51. H.-C. Ding, C.-G. Duan, Europhys. Lett. 2012, 97, 57007.
52. R. D. King-Smith, D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 1993, 47, 1651.