Strain Relief and Domain Architecture in Epitaxial NiO Films on La2/3Sr1/3MnO3/SrTiO3 for Spin-Transport Engineering
Chen, Shoulong (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Frontera, Carlos (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Toda-Casaban, Meritxell (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Pomar, Alberto (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Balcells i Argemí, Lluís (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Konstantinovic, Zorica (University of Belgrade. Institute of Physics Belgrade)
Magen Dominguez, Cesar (Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón)
Martínez, Benjamín (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Mestres i Andreu, Narcís (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)

Data:	2025
Resum:	This study reports on the epitaxial growth and structural characterization of ultrathin NiO-films deposited by magnetron sputtering on LaSrMnO (LSMO) films grown on SrTiO (STO) substrates with (001)- and (111)-orientations. X-ray diffraction and atomic-force microscopy show that all NiO layers are single-phase, face-centered pseudo-cubic, atomically smooth, root-main-square (RMS) surface roughness <0. 15 nm, and form abrupt interfaces with LSMO. High-resolution reciprocal-space maps reveal that the films are largely relaxed, but exhibit a slight compressive distortion, yielding unit-cell volumes larger than bulk NiO. Despite a nominal ≈7% lattice mismatch, aberration-corrected scanning transmission electron microscopy uncovers an array of misfit dislocations at the NiO/LSMO interface that help to accommodate strain allowing epitaxial growth of NiO layers. On (001)-oriented samples, the four antiferromagnetic T-domains are oblique to the sample plane, while on the (111) case, one lies in-plane. This in-plane domain shows greater spacing between ferromagnetic (111) planes due to unit cell distortion. This structural domain splitting can influence magnetic order and spin transmission efficiency, highlighting crystallographic orientation as a key factor in designing high-performance spintronic devices.
Ajuts:	Agencia Estatal de Investigación CEX2023-001263-S Agencia Estatal de Investigación CEX2023-001286-S Agencia Estatal de Investigación PID2021-128410OB-I00 Agencia Estatal de Investigación PID2020-112914RB-I00 Agencia Estatal de Investigación PID2021-124680OB-I00
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria:	Antiferromagnets ; Complex oxides heterostructures ; Epitaxial strain ; Synchrotron radiation techniques ; Thin films
Publicat a:	Advanced materials interfaces, Vol. 12, Issue 16 (August 2025) , art. e00452, ISSN 2196-7350

DOI: 10.1002/admi.202500452

16 p, 8.0 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats