Journal of the Korean Magnetics Society (한국자기학회지)

The Korean Magnetics Society (한국자기학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Growth of La0.35Pr0.35Ca0.3MnO3/LaAlO3 Thin Film using Laser Molecular-Beam Epitaxy and its Magnetic Properties

Laser Molecular-Beam Epitaxy를 이용한 La0.35Pr0.35Ca0.3MnO3/LaAlO3 초격자 박막의 합성과 그 자기적 특성의 연구

  • Seung, S.K. (Department of Physics, Chungnam National University) ;
  • Song, J.H. (Department of Physics, Chungnam National University)
  • Received : 2011.05.17
  • Accepted : 2011.06.20
  • Published : 2011.06.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

We successfully grew $La_{0.35}Pr_{0.35}Ca_{0.3}MnO_3$(LPCMO)/$LaAlO_3$(LAO) thin film using Laser Molecular-Beam Epitaxy and studied post-growth annealing effects ($750^{\circ}C$, 5 h) on its crystal structural and magnetic properties. Whereas the single-layered LPCMO and LPCMO/STO superlattice thin films show rough surface before and after the post-growth annealing, LPCMO/LAO superlattice shows a relatively very flat surface even after the post-growth annealing. The enhancement of ferromagnetism of LPCMO/LAO superlattice after the post-growth annealing was remarkable compared to the single-layered LPCMO thin film. The coercive and saturation magnetic field of the single-layed LPCMO thin film were decreased after the post-annealing. However, for LPCMO/LAO superlattice, a same coercive and increased saturation magnetic field were exhibited after post-growth annealing. We suggest that these peculiar observations are originate from the super-structure of LPCMO and LAO.

Laser Molecular-Beam Epitaxy 방법을 사용하여 $La_{0.35}Pr_{0.35}Ca_{0.3}MnO_3$(LPCMO)/$LaAlO_3$(LAO) 초격자를 성공적으로 증착하였으며 이의 열처리 전후 결정학적, 자기적 특성을 LPCMO 단층박막, 그리고 LPCMO/$SrTiO_3$(STO) 초격자와 비교 분석하였다. LPCMO 단층박막, 그리고 LPCMO/STO 초격자 단층박막의 경우, 표면이 열처리 전후 모두 거친 양상을 보인 것과는 달리 LPCMO/LAO 초격자 박막은 열처리 전후 모두 상대적으로 매우 매끈하였다. 열처리 후 단층박막, 초격자 박막 시료 모두 강자성 특성이 향상되었으며 특히 초격자의 경우에는 이러한 현상이 두드러졌다. 열처리 후에 보자력과 포화자기장이 감소하는 LPCMO 단층박막과는 달리 LPCMO/LAO 초격자의 경우, 열처리 후에도 보자력은 열처리 전과 같은 값을 보였으며 단층박막과는 반대로 포화자기장은 오히려 증가하였다. 이러한 자기적 특성은 절연체 사이에 강자성체가 끼여 있는 초격자라는 결정구조에서 기인하는 것으로 이해된다.

Keywords

References

  1. G. Rijnders and D. H. A. Blank, Nature 433, 369 (2005). https://doi.org/10.1038/433369a
  2. K. Ueda, H. Tabata, and T. Kawai, Science 280, 1064 (1998). https://doi.org/10.1126/science.280.5366.1064
  3. C. H. Ahn, K. M. Rabe, and J.-M. Triscone, Science 303, 488 (2004). https://doi.org/10.1126/science.1092508
  4. A. Ohtomo, D. A. Muller, J. L. Grazul, and H. Y. Hwang, Nature 419, 378 (2002). https://doi.org/10.1038/nature00977
  5. H. N. Lee, H. M. Christen, M. F. Chisholm, C. M. Rouleau, and D. H. Lowndes, Nature 433, 395 (2005). https://doi.org/10.1038/nature03261
  6. A. Ohtomo and H. Y. Hwang, Nature 427, 423 (2004). https://doi.org/10.1038/nature02308
  7. S. Thiel, G. Hammerl, A. Schmehl, C. W. Schneider, and J. Mannhart, Science 313, 1942 (2006). https://doi.org/10.1126/science.1131091
  8. S. Okamoto and A. J. Millis, Nature 428, 630 (2004). https://doi.org/10.1038/nature02450
  9. S. Jin, T. H. Tiefel, M. McCormack, R. A. Fastnacht, R. Ramesh, and L. H. Chenet, Science 264, 413 (1994). https://doi.org/10.1126/science.264.5157.413
  10. S. Mori, C. H. Chen and S.-W. Cheong, Nature 392, 473 (1998). https://doi.org/10.1038/33105
  11. M. Uehara, S. Mori, C. H. Chen, and S.-W. Cheong, Nature 399, 560 (1999). https://doi.org/10.1038/21142
  12. J.-H. Park, E. Vescovo, H.-J. Kim, C. Kwon, R. Ramesh, and T. Venkatesan, Nature 392, 794 (1998). https://doi.org/10.1038/33883
  13. P. K. Larsen and P. J. Dobson, Reflection High Energy Electron Diffraction and Reflection Electron Imaging fo Surfaces, Plenum Press, New York and London (1988).
  14. P. Kidd, J. Mater. Sci. Mater. Electronics 14, 541 (2003). https://doi.org/10.1023/A:1024589516988
  15. F. Le Marrec, R. Farhi, M. El Marssi, J. L. Dellis, M. G. Karkut, and D. Ariosa, Phys. Rev. B 61, R6447 (2000). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.61.R6447