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 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