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29 results on '"Arnaud Fouchet"'

1. Modeling of SrTiO3 polycrystalline substrate grain growth for tuning thin film functional properties

Author: Marie Dallocchio, Charles Manière, Jérôme Lecourt, Ulrike Lüders, Wilfrid Prellier, Adrian David, Arnaud Fouchet, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-17-CE08-0012,Polynash,Substrats bas couts polycristallins et Nanofeuillets de germination(2017)
Subjects: Functional thin film, Modeling, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], General Materials Science, Polycrystalline substrates, Grain growth
Abstract: International audience; In the Combinatorial Substrate Epitaxy (CSE) approach, a thin film is grown at high temperature on a polycrystalline substrate. Those substrates induce a local film epitaxy on each substrate grain and an overall polycrystalline character on the macroscopic scale. Compared to single-crystalline films, this approach provides the possibility to introduce, in a controlled way, grain boundaries providing new functionalities. Therefore, controlling the microstructure and grain size of the substrates is an important step for tuning the film properties. In this paper, a complete study of the granular growth of the standard substrate material for the deposition of perovskite thin films, SrTiO3, has been carried out with different isothermal cycles highlighting the grain growth mechanisms. From these results, we are able to predict the sintering thermal cycle necessary for targeting very precisely a desired grain size and the corresponding physical properties. Indeed, highly restraint physical properties specifications are needed for advanced electronic applications. Since a classic granular growth model was used, this approach can be generalized to the broad family of oxides.
Published: 2023
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2. Artificial Aging of Thin Films of the Indium-Free Transparent Conducting Oxide SrVO 3

Author: Martando Rath, Moussa Mezhoud, Oualyd El Khaloufi, Oleg Lebedev, Julien Cardin, Christophe Labbé, Fabrice Gourbilleau, Vincent Polewczyk, Giovanni Vinai, Piero Torelli, Arnaud Fouchet, Adrian David, Wilfrid Prellier, Ulrike Lüders, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Nanomatériaux, Ions et Métamatériaux pour la Photonique (NIMPH), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), CNR Istituto Officina dei Materiali (IOM), National Research Council of Italy | Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Institut Jean Lamour (IJL), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Laboratorio TASC (IOM CNR)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], General Materials Science, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
Published: 2023
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3. Zirconia surface polymer grafting via dopamine-assisted co-deposition and radical photopolymerization

Author: Clément Dezanet, Diana Dragoe, Philippe Marie, Nesrine Harfouche, Sandrine Froissart, Arnaud Fouchet, Jacques Rouden, Jérôme Lecourt, Christelle Harnois, Pascal Thébault, Jérôme Baudoux, Bénédicte Lepoittevin, Laboratoire de chimie moléculaire et thioorganique (LCMT), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut Normand de Chimie Moléculaire Médicinale et Macromoléculaire (INC3M), Normandie Université (NU)-Université Le Havre Normandie (ULH), Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Le Havre Normandie (ULH), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay (ICMMO), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Polymères Biopolymères Surfaces (PBS), Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut Normand de Chimie Moléculaire Médicinale et Macromoléculaire (INC3M), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), and Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [CHIM.POLY]Chemical Sciences/Polymers, General Chemical Engineering, Organic Chemistry, Materials Chemistry, [CHIM]Chemical Sciences, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Surfaces, Coatings and Films
Abstract: International audience
Published: 2022
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4. Tunable magnetic and magnetotransport properties in locally epitaxial La 0.67 Sr 0.33 MnO 3 thin films on polycrystalline SrTiO 3 , by control of grain size

Author: Marie Dallocchio, Alexis Boileau, Bernard Mercey, Adrian David, Ulrike Lüders, Sandrine Froissart, Xavier Larose, Bruno Bérini, Yves Dumont, Alain Pautrat, Wilfrid Prellier, Arnaud Fouchet, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Groupe d'Etude de la Matière Condensée (GEMAC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), The authors thank regional funding RIN Doctorants and french agence nationale de la recherche (ANR) (ANR-17-CE08-0012) in the framework of the POLYNASH project. The authors thank J Lecourt and F Veillon respectively for substrate preparation and physical measurements., and ANR-17-CE08-0012,Polynash,Substrats bas couts polycristallins et Nanofeuillets de germination(2017)
Subjects: Physical properties, Acoustics and Ultrasonics, Thin films, EBSD, LSMO, Condensed Matter Physics, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, [SPI]Engineering Sciences [physics], [CHIM]Chemical Sciences, CMR, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], LFMR, Polycrystalline substrates
Abstract: La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) thin films have been grown by pulsed laser deposition on SrTiO3 using combinatorial substrate epitaxy (CSE) approach, i.e. polycrystalline substrates with micrometer-size grains. The crystallographic domains size of those polycrystalline substrates can be controlled between 2 and 45 µm depending on the annealing temperature during synthesis. Each grain of the substrate acts as a single crystalline growth template promoting local epitaxy with a reproduction of the substrate grain structure in the thin film. Therefore, a fine-tuning of the substrate grain metrics and high crystalline quality of locally epitaxial LSMO film, allows to combine the advantages of polycrystalline, i.e. the presence of low field magnetoresistance (LFMR) and the possibility to use very thin films, with a pronounced magnetic shape anisotropy. For this, the magnetic and transport properties of the films are showing a strong influence with varying grain metrics of the substrate. High Curie temperatures, important values of the LFMR and anisotropy for optimized substrate grain metrics with the relative orientation of the magnetic field to the film plane underline the high quality of the films and the advantage of the CSE approach. The obtained LSMO thin films may have an interest for high-resolution low field magnetic sensors application.
Published: 2022
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5. Highly Transparent and Conductive Indium‐Free Vanadates Crystallized at Reduced Temperature on Glass Using a 2D Transparent Nanosheet Seed Layer

Author: Aimane Cheikh, Mathieu Frégnaux, Christophe Labbé, Wilfrid Prellier, Valérie Demange, Thierry Girardeau, Philippe Marie, Julien Cardin, Bruno Berini, Ulrike Lüders, Damien Aureau, Marie Dallocchio, Arnaud Fouchet, Fabien Paumier, Simon Hurand, Yves Dumont, Maryline Guilloux-Viry, Andréia Márcia Santos de Souza David, Alexis Boileau, F. Baudouin, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Physique et Propriétés des Nanostructures PPNa (PPNa), Département Physique et Mécanique des Matériaux (Département Physique et Mécanique des Matériaux), Institut Pprime (PPRIME), Université de Poitiers-ENSMA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Poitiers-ENSMA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pprime (PPRIME), Université de Poitiers-ENSMA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Poitiers-ENSMA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Synthèse Caractérisation Analyse de la Matière (ScanMAT), Université de Rennes (UR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Groupe d'Etude de la Matière Condensée (GEMAC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nanomatériaux, Ions et Métamatériaux pour la Photonique (NIMPH), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Institut Lavoisier de Versailles (ILV), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Agence Nationale de la Recherche. Grant Number: ANR-17-CE08-0012 FEDER. Grant Number: 17P04263/17P04260, ANR-17-CE08-0012,Polynash,Substrats bas couts polycristallins et Nanofeuillets de germination(2017), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université de Poitiers-ENSMA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), and Normandie Université (NU)
Subjects: Spectroscopic ellipsometry, Materials science, Oxide, chemistry.chemical_element, Nanotechnology, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Biomaterials, chemistry.chemical_compound, Nanosheets, 0103 physical sciences, Electrochemistry, Vanadate, Electrical conductor, Nanosheet, 010302 applied physics, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Correlated metals, Reduced properties, chemistry, Transparent conducting oxide, 0210 nano-technology, Layer (electronics), Indium, Perovskite thin films
Abstract: International audience; Indium-tin-oxide (ITO) is a widely employed transparent conducting oxide (TCO), but the indium scarcity and price encourage developing some alternatives. The correlated metals CaVO3 and SrVO3 have been recently identified as new TCOs with functional properties being comparable to ITO. However, their technological potential is limited by the critical requirement of a perovskite structure of the film, impossible to achieve via direct growth on substrates commonly used for applications. In this article, the authors tackle this limitation by demonstrating the crystalline growth of vanadate TCOs on glass at temperatures below 600 °C, with the help of 2D nanosheets as transparent seed layers. The functional properties do not suffer from the textured structure of the films, as confirmed by an in-depth spectroscopic ellipsometry study, allowing for an industrially viable approach to integrate vanadate TCOs on virtually any surface and to exploit their promising performances as a new generation TCO
Published: 2022
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6. Morphology control of self-organised Sr3V2O8 nanostructures on SrVO3 grown onto single and poly-crystalline subjacent SrTiO3 substrates

Author: Bourlier Yoan, Bruno Berini, Arnaud Fouchet, Ulrike Lüders, Andréia Márcia Santos de Souza David, Wilfrid Prellier, L. Rault, Marie Dallocchio, Valérie Demange, Rosine Coq Germanicus, Yves Dumont, Groupe d'Etude de la Matière Condensée (GEMAC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Synthèse Caractérisation Analyse de la Matière (ScanMAT), Université de Rennes (UR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 37339, 39126European Commission, EC, Agence Nationale de la Recherche, ANR: ANR-17-CE08-0012, Labex, Région Bretagne, ANR-17-CE08-0012,Polynash,Substrats bas couts polycristallins et Nanofeuillets de germination(2017), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, Nanostructure, Combinatorial substrate epitaxy (CSE), Nanostructure (NS), Oxide, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, Substrate (electronics), Epitaxy, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, 0103 physical sciences, [CHIM]Chemical Sciences, Nanoscopic scale, 010302 applied physics, Strontium vanadate, business.industry, SrVO3 (SVO), Surfaces and Interfaces, General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Surfaces, Coatings and Films, chemistry, Transmission electron microscopy, Electrode, Transparent conducting oxide, Optoelectronics, Crystallite, 0210 nano-technology, business
Abstract: International audience; SrVO3 (SVO) is a complex oxide with interesting optical and conduction properties as an indium-free transparent conducting oxide for electrode applications. In this paper, we report how the surface of SVO can be designed at the nanoscale from self-organized Sr3V2O8 nanostructures (NS) with different shapes and morphologies depending on crystalline orientations. By combining transmission electron microscopy (TEM) and atomic force microscopy (AFM), we compare the characteristics of the NS for SVO films grown on SrTiO3 (STO) polycrystalline substrates, according to combinatorial substrate epitaxy (CSE), with those of NS observed from SVO films deposited on STO single crystalline substrates with different crystallographic orientations ((1 0 0), (1 1 0), (1 1 1)). We are able not only to show that the obtained morphologies are correlated to the specific substrate orientation due to the epitaxial relationships between the NS, the SVO, and the substrate, but also to establish a NS library and determine the necessary crystalline orientations for a certain NS morphology on demand. Finally, dissolution of the NS in water leads to typical inverse imprints on the surface of the film, offering a fast and easy way to pattern the electrodes. This work presents a new way of patterning surfaces with a specific design of self-organized NS.
Published: 2021
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7. XPS monitoring of SrVO3 thin films from demixing to air ageing: The asset of treatment in water

Author: Damien Aureau, Yoan Bourlier, Bruno Berini, Arnaud Fouchet, Yves Dumont, Mathieu Frégnaux, Institut Lavoisier de Versailles (ILV), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Groupe d'Etude de la Matière Condensée (GEMAC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-17-CE08-0012,Polynash,Substrats bas couts polycristallins et Nanofeuillets de germination(2017)
Subjects: Materials science, Passivation, Oxide, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Pulsed laser deposition, chemistry.chemical_compound, AR-XPS, X-ray photoelectron spectroscopy, Phase (matter), [CHIM]Chemical Sciences, Thin film, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Water Air ageing, SrVO3, Heterojunction, Surfaces and Interfaces, General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Surface spectroscopy, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, chemistry, Chemical engineering, Ultrapure water, PLD, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; In this work, 40 nm-thick films of SrVO3 (SVO) grown by Pulsed Laser Deposition (PLD) on SrTiO3 substrates are studied by X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). We develop here a systematic fitting procedure for both Sr3d, V2p3/2 and O1s spectral regions of interest associated to the different chemical environments. Joint angle resolved XPS and Ar ion depth profiling reveal that as-grown SVO thin films exhibits Sr-rich phases at the extreme surface and a near-stoichiometric SVO in the bulk. The removal of segregated Sr is proposed by a treatment in deionized ultrapure water. This step will become an essential technological step in order to obtain reproducible surfaces achieving a stoichiometric SVO oxide phase. Besides, these hydrolyzed SVO surfaces appears VO2 terminated and then more electrically active. Furthermore, an air-ageing comparative study between as-grown and H2O-treated samples reveals that hydrolyzed surfaces are more surface sensitive to air oxidation. Such observations will be crucial and must be carefully considered before performing any passivation process for the integration of SVO thin film into next generation electronics heterostructures.
Published: 2021
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8. Differentiation of mesenchymal stem cells using metal oxide thin films

Author: M. Khokhlova, Ulrike Lüders, K. Boumediene, Wilfrid Prellier, Arnaud Fouchet, R. Retoux, M. Hammad, D. Goux, A. David, E. Lhuissier, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université Catholique de Louvain = Catholic University of Louvain (UCL), Laboratoire Universitaire des Sciences Appliquées de Cherbourg (LUSAC), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU), Centre de Microscopie Appliquée à la Biologie [Caen] (CMABio3), Interactions Cellules Organismes Environnement (ICORE), CHU Caen, Normandie Université (NU)-Tumorothèque de Caen Basse-Normandie (TCBN)-Normandie Université (NU)-Tumorothèque de Caen Basse-Normandie (TCBN)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-CHU Caen, Normandie Université (NU), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biologie du cartilage, biotechnologie et télémédecine (Bioconnect), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-CHU Caen, and Normandie Université (NU)-Tumorothèque de Caen Basse-Normandie (TCBN)-Tumorothèque de Caen Basse-Normandie (TCBN)
Subjects: 0303 health sciences, Materials science, Laser ablation, Acoustics and Ultrasonics, Thin films, [SDV]Life Sciences [q-bio], Mesenchymal stem cell, Oxides, 02 engineering and technology, Stem cells, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Metal oxide thin films, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, 03 medical and health sciences, Chemical engineering, Thin film, Stem cell, 0210 nano-technology, 030304 developmental biology
Abstract: While metal oxides synthesized as thin films have attracted much attention due to their electronic applications, we show here that they can also be used as bio-surfaces for the growth of stem cells, a field of research which has not been much explored. To demonstrate this, thin films (150–200 Å) of titanium oxide (TiO2) and aluminum oxide (Al2O3) were deposited on glass using the pulsed laser deposition technique and mesenchymal stem cells were grown on these layers. Cell behavior was evaluated with respect to various key parameters, such as the composition, wettability, morphology and thickness of the films. Our results indicate that thin films of TiO2 and Al2O3 can not only support stem cell adhesion and growth, but can be used to influence the osteogenic and chondrogenic differentiation paths, which opens the route for a variety of novel biocompatible materials.
Published: 2021
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9. Dopant activity for highly in-situ doped polycrystalline silicon: hall, XRD, scanning capacitance microscopy (SCM) and scanning spreading resistance microscopy (SSRM)

Author: Florent Lallemand, Niemat Moultif, Hugues Murray, Catherine Bunel, Daniel Chateigner, Rosine Coq Germanicus, Wadia Jouha, Arnaud Fouchet, Olivier Latry, Ulrike Lüders, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Murata Integrated Passive Solutions SAS, Groupe de physique des matériaux (GPM), Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Murata Manufacturing (JAPAN), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), and Normandie Université (NU)
Subjects: In situ, Materials science, Spreading resistance profiling, 02 engineering and technology, Scanning capacitance microscopy, Dopant activation, engineering.material, 01 natural sciences, Passivating contact, 0103 physical sciences, Microscopy, SSRM, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Dopant, business.industry, Doping, 021001 nanoscience & nanotechnology, SCM, Polycrystalline silicon, Polysilicon, engineering, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Optoelectronics, AFM, 0210 nano-technology, business
Abstract: Progressing miniaturization and the development of semiconductor integrated devices ask for advanced characterizations of the different device components with ever-increasing accuracy. Particularly in highly doped layers, a fine control of local conduction is essential to minimize access resistances and optimize integrated devices. For this, electrical Atomic Force Microscopy (AFM) are useful tools to examine the local properties at nanometric scale, for the fundamental understanding of the layer conductivity, process optimization during the device fabrication and reliability issues. By using Scanning Capacitance Microscopy (SCM) and Scanning Spreading Resistance Microscopy (SSRM), we investigate a highly in situ doped polycrystalline silicon layer, a material where the electrical transport properties are well known. This film is deposited on a oxide layer as a passivating contact. The study of the nano-MIS (SCM) and nano-Schottky (SSRM) contacts allows to determine the distribution and homogeneity of the carrier concentration (active dopants), especially by investigating the redistribution of the dopants after an annealing step used for their activation. While the chemical analysis by Secondary Ions Mass Spectroscopy (SIMS) quantifies only the dopant concentration in the polycrystalline layer, the comparison with macroscopic characterization techniques as Hall effect measurements, supported with XRD characterization, shows that careful SCM and SSRM measurements can be used to highlight the dopant activation. This analysis gives a complete investigation of the local electrical properties of the passivating contact when the parameters (applied voltages and applied forces) of the AFM nano-contacts are correctly controlled.
Published: 2021
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10. Strong magnetic anisotropy of epitaxial PrVO 3 thin lms on SrTiO 3 substrates with dierent orientations

Author: Andréia Márcia Santos de Souza David, Alain Pautrat, Deepak Kumar, Philippe Boullay, Arnaud Fouchet, Wilfrid Prellier, Chang Uk Jung, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Hankuk University of Foreign Studies (HUFS), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-17-CE08-0012,Polynash,Substrats bas couts polycristallins et Nanofeuillets de germination(2017)
Subjects: Functional complex oxides, Materials science, Thin films, Dead layer, Oxide, 02 engineering and technology, Substrate (electronics), Epitaxy, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, [SPI]Engineering Sciences [physics], 0103 physical sciences, [CHIM]Chemical Sciences, General Materials Science, Vanadate, Thin film, 010306 general physics, Anisotropy, Magnetic anisotropy, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Epitaxial strain, [PHYS]Physics [physics], Magnetic moment, Condensed matter physics, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, chemistry, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; We have probed the structural and magnetic properties of PrVO 3 (PVO) thin lms grown on the (001)-, (110)-and (111)-oriented SrTiO 3 (STO) substrates. By changing the substrate orientation, (1) the out-of-plane orientation of lm can be tuned to [110], [100] / [010], and [011] / [311], (2) the number of crystal variants in the lm can be varied, for ex. we observe single domain lm on (110)oriented STO, whereas two domains in the lm grown on the (111)-oriented STO substrate. The lattice strain induced by using dierent oriented substrates has direct inuence on the magnetic properties of PVO lms. The magnetic moment of PVO lms radically enhances from 0.4 µ B /f.u. for STO (001) to 2.3 µ B /f.u. for STO (111). While, lms on (001)-oriented STO substrate display out-of-plane anisotropy, an in-plane anisotropy is observed for lms grown on the (110)-and (111)-oriented STO substrates. In addition, a strong uniaxial magnetic anisotropy is also extracted for a partially relaxed lm on the (110)-oriented STO substrate. Such ndings can help oxide community in the better understanding of magnetic anisotropy in vanadate thin lms, a subject that still lacks scientic investigations.
Published: 2020
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11. Three dimensional resistance mapping of self-organized Sr3V2O8 nanorods on metallic perovskite SrVO3 matrix

Author: Matthieu Euchin, Louis Biadala, Mathieu Frégnaux, Vincent Notot, Rosine Coq Germanicus, Damien Aureau, Alexis Boileau, Bruno Berini, Ulrike Lüders, Bruno Grandidier, Valérie Demange, Arnaud Fouchet, Yves Dumont, Maxime Berthe, Andréia Márcia Santos de Souza David, Wilfrid Prellier, Yoan Bourlier, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Institut Lavoisier de Versailles (ILV), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Groupe d'Etude de la Matière Condensée (GEMAC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Synthèse Caractérisation Analyse de la Matière (ScanMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Physique-IEMN (PHYSIQUE-IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), French Agence Nationale de la Recherche (ANR)French National Research Agency (ANR) [ANR-17-CE08-0012], Reseaux d'Interets Normands RIN PLACENANO, EQUIPEX program Excelsior [ANR-11-EQPX-0015], H2020 program [PITN-GA-2016-722176], RENATECH network from IDEX Paris-Saclay [ANR-11-LABEX-0039], Labex CHARMMMAT from IDEX Paris-Saclay [ANR-11-LABEX-0039], Region BretagneRegion Bretagne, Rennes MetropoleRegion Bretagne, Departement d'Ille et Vilaine, European UnionEuropean Union (EU) [39126, 37339], Renatech Network, PCMP PCP, ANR-17-CE08-0012,Polynash,Substrats bas couts polycristallins et Nanofeuillets de germination(2017), ANR-11-EQPX-0015,Excelsior,Centre expérimental pour l'étude des propriétés des nanodispositifs dans un large spectre du DC au moyen Infra-rouge.(2011), ANR-11-LABX-0039,CHARMMMAT,CHimie des ARchitectures MoléculairesMultifonctionnelles et des MATériaux(2011), European Project: 722176,H2020, H2020-MSCA-ITN-2016,INDEED(2017), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - 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Subjects: Materials science, EELS, Spreading resistance profiling, Annealing (metallurgy), STM, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, law.invention, law, 3D-SSRM, Microscopy, Functional perovskite oxide, [CHIM]Chemical Sciences, Thin film, business.industry, Electron energy loss spectroscopy, Surfaces and Interfaces, General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electron diffraction, Optoelectronics, Vanadate, Nanorod, Nanorods, Scanning tunneling microscope, AFM, 0210 nano-technology, business
Abstract: International audience; Self-organized epitaxial nanorods, obtained by an adapted annealing process after deposition of metallic strontium vanadate perovskite (SrVO3) thin films, are analyzed to determine their structural, chemical and electrical properties. After the identification of the Sr3V2O8 phase of the nanorods by electron diffraction; Electron Energy Loss Spectroscopy investigations show the vanadium oxidation state (V5+ ) for the nanorods. Two scanning probe techniques are deployed to determine the specific local electrical properties of these Sr3V2O8 nanorods. In ambient conditions, local electrical properties are studied by Scanning Spreading Resistance Microscopy based on an Atomic Force Microscope and multiple probe scanning tunneling microscopy is used for the study in ultrahigh vacuum. Both techniques reveal that local electrical resistances of the nanorods are five order of magnitude higher than the resistance of the perovskite SrVO3 matrix. Futhermore, the nanorods are found to be etched by repeating scanning of the conducive Atomic Force Microcopy probe, enabling a three-dimensional depth profile of the nanorods resistance with 3D-Spreading Resistance Microscopy mode. A partial embedding of the nanorods in the underlying SrVO3 film is proved and the impact of the water meniscus at the origin of the selective etching observed during Scanning Spreading Resistance Microscopy, in ambient conditions, is discussed.
Published: 2020
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12. Highly textured Pt thin film grown at very low temperature using Ca 2 Nb 3 O 10 nanosheets as seed layer

Author: F. Baudouin, B. Domengès, Valérie Demange, Maryline Guilloux-Viry, Christophe Cibert, G. Poullain, Arnaud Fouchet, J Manguele, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Synthèse Caractérisation Analyse de la Matière (ScanMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Laboratoire de Microélectronique et de Physique des Semiconducteurs (LaMIPS), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-NXP Semiconductors [France]-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-17-CE08-0012, Agence Nationale de la Recherche, ANR-17-CE08-0012,Polynash,Substrats bas couts polycristallins et Nanofeuillets de germination(2017), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), and Normandie Université (NU)
Subjects: Materials science, nanosheets, Silicon, Scanning electron microscope, General Chemical Engineering, Analytical chemistry, General Physics and Astronomy, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Substrate (electronics), low temperature, silicon substrate 2, 01 natural sciences, Electrical resistivity and conductivity, 0103 physical sciences, General Materials Science, Thin film, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, General Environmental Science, 010302 applied physics, Platinum thin film, General Engineering, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, electrode, 021001 nanoscience & nanotechnology, Full width at half maximum, chemistry, General Earth and Planetary Sciences, 0210 nano-technology, Platinum, Layer (electronics)
Abstract: International audience; The decrease of the growth temperature of platinum (Pt) thin film on silicon substrate was studied using Ca2Nb3O10 nanosheets (CNOns) as seed layer. These nanosheets were obtained by the delamination of the layered perovskite KCa2Nb3O10 and they were deposited on silicon substrates by the Langmuir–Blodgett method. Pt thin films were sputtered on silicon coated by CNOns (CNOns/SiO2/Si), and on TiO2/SiO2/Si substrates for comparison, at temperatures ranging from room temperature up to 625 °C. X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and atomic force microscopy were used to characterize the crystalline quality, thickness, surface morphology and roughness of the Pt thin films. Highly (111) textured Pt thin films were obtained on CNOns/SiO2/Si at substrate temperature as low as 200 °C. The full width at half maximum of the rocking curve of the (111) X-ray peak was about one degree, indicating a high crystalline orientation. The resistivity was measured at room temperature by the four point probes method to confirm the quality of Pt thin films elaborated at low temperatures. These results pave the way for easier integration of highly textured platinum thin film in low temperature microelectronic processes.
Published: 2020
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13. Orientation control of KNbO3 film grown on glass substrates by Ca2Nb3O10− nanosheets seed layer

Author: Sophie Ollivier, A. S. Maia, L. Rault, Francis Gouttefangeas, A.S. Brito, F. Baudouin, Bruno Berini, Arnaud Fouchet, Valérie Demange, Maryline Guilloux-Viry, Valérie Bouquet, Stéphanie Députier, Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Synthèse Caractérisation Analyse de la Matière (ScanMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Centre de Microscopie Electronique à Balayage et Microanalyse (C.M.E.B.A.), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Groupe d'Etude de la Matière Condensée (GEMAC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), ANR-17-CE08-0012, Agence Nationale de la Recherche, 39126, University of Rennes 1-CNRS, Département d'Ille et Vilaine and the European Union, 37339, CPER-FEDER, ANR-17-CE08-0012,Polynash,Substrats bas couts polycristallins et Nanofeuillets de germination(2017), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Federal University of Paraíba (UFPB), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, Thin films, Pulsed laser deposition, 02 engineering and technology, Langmuir - Blodgett, Epitaxy, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, 0103 physical sciences, Materials Chemistry, [CHIM]Chemical Sciences, Thin film, 010302 applied physics, Metals and Alloys, Surfaces and Interfaces, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Exfoliation joint, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Electron diffraction, chemistry, Chemical engineering, Transmission electron microscopy, Inorganic nanosheets, Strontium titanate, 0210 nano-technology, Layer (electronics)
Abstract: International audience; KNbO3 films have been deposited by pulsed laser deposition on glass substrates covered by Ca2Nb3O10− nanosheets used as seed layer, for the purpose of promoting (001) preferential orientation. Nanosheets have been prepared by the exfoliation process of HCa2Nb3O10 phase that is obtained by cation exchange of the Dion-Jacobson KCa2Nb3O10 phase in an acidic solution. Electron diffraction in transmission electron microscopy performed on KCa2Nb3O10 and HCa2Nb3O10 powders, and on Ca2Nb3O10− nanosheets revealed formation of local superstructures that are not detected by X-ray diffraction due to the weakness of superstructure reflection intensities. Nanosheets were deposited on substrates using the Langmuir-Blodgett method. A smooth covering of the surface was shown by atomic force microscopy. 200 nm thick KNbO3 films have been grown by pulsed laser deposition on Ca2Nb3O10−-NS/glass and on (001)SrTiO3 substrates for comparison. Substrates covered with nanosheets induced highly textured (001)-oriented thin film, which possesses a similar microstructure as epitaxial film on single crystalline strontium titanate substrate.
Published: 2020
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14. Enhancement of magnetic properties in compressively strained PrVO 3 thin films

Author: Wilfrid Prellier, D. Kumar, Arnaud Fouchet, Chang Uk Jung, A. David, M. S. Ramachandra Rao, Alain Pautrat, O. Copie, T. S. Suraj, Aimane Cheikh, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU), Institut Jean Lamour (IJL), Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hankuk University of Foreign Studies (HUFS), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université de Lorraine (UL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Indian Institute of Technology Madras (IIT Madras), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-17-CE08-0012,Polynash,Substrats bas couts polycristallins et Nanofeuillets de germination(2017)
Subjects: Diffraction, Materials science, Physics and Astronomy (miscellaneous), 02 engineering and technology, Epitaxy, 01 natural sciences, Pulsed laser deposition, Paramagnetism, Lattice constant, X-ray photoelectron spectroscopy, 0103 physical sciences, [CHIM]Chemical Sciences, General Materials Science, Spin-orbit coupling, Thin film, 6849Jk, 010306 general physics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Epitaxial strain, [PHYS]Physics [physics], Magnetic order, Condensed matter physics, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Coercivity, 021001 nanoscience & nanotechnology, 7350Lw, numbers: 8115Fg, 6837Lp, 0210 nano-technology
Abstract: Strain engineering is an important issue in oxide thin films to explore new functionalities. Here a series of high quality epitaxial ${\mathrm{PrVO}}_{3}$ (PVO) thin films were grown, by pulsed laser deposition (PLD) technique, as a function of thickness on (La,Sr)(Al,Ta)${\mathrm{O}}_{3}$ (100) [LSAT (100)] and ${\mathrm{LaAlO}}_{3}$ (100) [LAO (100)] substrates with a nominal lattice mismatch of $\ensuremath{-}0.8$% and $\ensuremath{-}2.9$%, respectively. X-ray diffraction revealed a constant out-of-plane lattice parameter of PVO/LSAT with an increase in film thickness, and a rather continuous decrease for PVO/LAO films. Whereas thicker PVO films show a ferromagneticlike behavior, at low thickness a surprising decrease of coercivity (${H}_{c}$) and increase of saturation magnetization (${M}_{s}$) is observed. This behavior is described by using a model of a ``dead layer'' which possesses a strong paramagnetic susceptibility. Our XPS investigations further reveal the formation of ${\mathrm{V}}^{4+}$ at the surface of the film to be responsible for this paramagnetic dead layer, which is reduced by adding a capping layer on top of the PVO film. Finally, the N\'eel temperature (${T}_{N}$) is examined as a function of film thickness, and found to vary between 25 and 30 K for LSAT and LAO, respectively. These results pave the way for the use of vanadate in thin film devices.
Published: 2019
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15. Textured Manganite Films Anywhere

Author: Wilfrid Prellier, Marie Dallocchio, A. Pautrat, Maryline Guilloux-Viry, Bernard Mercey, F. Baudouin, Arnaud Fouchet, Andréia Márcia Santos de Souza David, Alexis Boileau, Valérie Demange, Ulrike Lüders, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Synthèse Caractérisation Analyse de la Matière (ScanMAT), Université de Rennes (UR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU), Agence Nationale de la Recherche (ANR) (ANR-17-CE08-0012) in the framework of the POLYNASH project. TEM experiments were performed on the THEMIS platform (ScanMAT, UMS 2011 University of Rennes 1-CNRS, CPER-FEDER 2007–2014). The authors thank L. Gouleuf and J. Lecourt for the substrate preparation and S. Gascoin for XRD characterization., ANR-17-CE08-0012,Polynash,Substrats bas couts polycristallins et Nanofeuillets de germination(2017), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), and Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Subjects: Materials science, LSMO thin films, Magnetoresistance, Silicon, Thin films, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Substrate (electronics), Glass substrate, 01 natural sciences, Nanosheets, 0103 physical sciences, Magnetic properties, [CHIM]Chemical Sciences, General Materials Science, Texture (crystalline), 010306 general physics, Deposition, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Nanosheet, [PHYS]Physics [physics], business.industry, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Amorphous solid, chemistry, Electrical properties, Optoelectronics, Crystallite, 0210 nano-technology, business, Layers, Electron backscatter diffraction, Epitaxy
Abstract: International audience; New paradigms are required in microelectronics when the transistor is in its downscaling limit and integration of materials presenting functional properties not available in classical silicon is one of the promising alternatives. Here, we demonstrate the possibility to grow LaSrMnO (LSMO) functional materials on amorphous substrates with properties close to films grown on single-crystalline substrates using a two-dimensional seed layer. X-ray diffraction and electron backscatter diffraction mapping demonstrate that the CaNbO nanosheet (NS) layer induces epitaxial stabilization of LSMO films with a strong out-of-plane (001) texture, whereas the growth of LSMO films on uncoated glass substrates exhibits a nontextured polycrystalline phase. The magnetic properties of LSMO films deposited on NS are similar to those of the LSMO grown on SrTiO single-crystal substrates in the same conditions (which is used as a reference in this work). Moreover, transport measurements take advantages of the texture and polycrystalline properties to induce low-field magnetoresistance at low temperature and also a high value of 40% magnetoresistance from 10 to 300 K, making it interesting for sensor applications. Therefore, the NS seed layer offers new perspectives for the integration of functional materials grown at moderate temperatures on any substrate, which will be the key for the development of oxitronics.
Published: 2019
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16. Metastable monoclinic [110] layered perovskite Dy 2 Ti 2 O 7 thin films for ferroelectric applications

Author: Morgan Trassin, Paul A. Salvador, Oleg I. Lebedev, Wilfrid Prellier, A. David, D. Pravarthana, Arnaud Fouchet, Gregory S. Rohrer, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Chinese Academy of Sciences [Beijing] (CAS), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich), Carnegie Mellon University [Pittsburgh] (CMU), ANR-17-CE08-0012,Polynash,Substrats bas couts polycristallins et Nanofeuillets de germination(2017), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), and Normandie Université (NU)
Subjects: Materials science, This article is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 3, 12 PM, General Chemical Engineering, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, [CHIM]Chemical Sciences, Ceramic, Thin film, High-resolution transmission electron microscopy, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Perovskite (structure), [PHYS]Physics [physics], General Chemistry, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Crystallography, Electron diffraction, visual_art, visual_art.visual_art_medium, 0 Unported Licence View Article Online, Crystallite, 0210 nano-technology, Monoclinic crystal system, Electron backscatter diffraction
Abstract: International audience; Using the Combinatorial Substrate Epitaxy (CSE) approach, we report the stabilization of Dy 2 Ti 2 O 7 epitaxial monoclinic, layered-perovskite phase Dy 2 Ti 2 O 7 thin films. To achieve this, the films are deposited on high density, polished La 2 Ti 2 O 7 polycrystalline ceramic substrates, which are stable as monoclinic layered-perovskites, and were prepared by conventional sintering. Microstructural analysis using electron backscatter diffraction (EBSD), electron diffraction (ED), and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) support this observation. Further, they reveal that the cubic pyrochlore phase is observed far from the interface as films are grown thicker (100 nm), confirming the importance of substrate-induced phase and space group selection. This works reinforces the vast potential of CSE to promote the stabilization of metastable phases, thus giving access to new functional oxide materials, across a range of novel material systems including ferroelectrics.
Published: 2019
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17. Magnetism tailored by mechanical strain engineering in PrVO 3 thin films

Author: Wilfrid Prellier, Arnaud Fouchet, B. Domengès, D. Kumar, O. Copie, Chang Uk Jung, Julien Varignon, Ulrike Lüders, Philippe Ghosez, Alain Pautrat, A. David, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Unité mixte de physique CNRS/Thales (UMPhy CNRS/THALES), THALES-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hankuk University of Foreign Studies (HUFS), Laboratoire de Microélectronique et de Physique des Semiconducteurs (LaMIPS), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-NXP Semiconductors [France]-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Jean Lamour (IJL), Université de Lorraine (UL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Liège, Laboratoire de recherche en Hydrodynamique, Énergétique et Environnement Atmosphérique (LHEEA), École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-17-CE08-0012,Polynash,Substrats bas couts polycristallins et Nanofeuillets de germination(2017)
Subjects: Electronic structure, Materials science, Magnetism, Praseodymium, Thin films, FOS: Physical sciences, chemistry.chemical_element, Transition metal oxides, 02 engineering and technology, Electron, Epitaxy, 01 natural sciences, First-principles calculations, Atomic force microscopy, Antiferromagnetism, Strain engineering, Lattice (order), Magnetization measurements, 0103 physical sciences, [CHIM]Chemical Sciences, Spin-orbit coupling, Thin film, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], 010306 general physics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Epitaxial strain, [PHYS]Physics [physics], Condensed Matter - Materials Science, Condensed matter physics, Resistivity measurements, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Density functional calculations, chemistry, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], [PHYS.COND.CM-SCE]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Strongly Correlated Electrons [cond-mat.str-el], 0210 nano-technology, Transmission electron microscopy
Abstract: Transition-metal oxides with an ${\text{ABO}}_{3}$ perovskite structure exhibit strongly entangled structural and electronic degrees of freedom and thus one expects to unveil exotic phases and properties by acting on the lattice through various external stimuli. Using the Jahn-Teller active praseodymium vanadate ${\mathrm{Pr}}^{3+}{\mathrm{V}}^{3+}{\mathrm{O}}_{3}$ compound as a model system, we show that ${\mathrm{PrVO}}_{3}$ N\'eel temperature ${T}_{N}$ can be raised by 40 K with respect to the bulk when grown as thin films. Using advanced experimental techniques, this enhancement is unambiguously ascribed to a tetragonality resulting from the epitaxial compressive strain experienced by the films. First-principles simulations not only confirm experimental results, but they also reveal that the strain promotes an unprecedented orbital ordering of the ${\mathrm{V}}^{3+}\phantom{\rule{4pt}{0ex}}d$ electrons, strongly favoring antiferromagnetic interactions. These results show that an accurate control of structural aspects of oxides is the key for unveiling unexpected phases in oxides.
Published: 2019
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18. Tuning of the Optical Properties of the Transparent Conducting Oxide SrVO3 by Electronic Correlations

Author: Christophe Labbé, Aimane Cheikh, Ulrike Lüders, A. David, Alexis Boileau, Arnaud Fouchet, Philippe Marie, Fabrice Gourbilleau, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), and Normandie Université (NU)
Subjects: Materials science, Thin films, Oxide, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, Epitaxy, Plasma oscillation, 01 natural sciences, Pulsed laser deposition, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, [PHYS.PHYS.PHYS-COMP-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Computational Physics [physics.comp-ph], chemistry.chemical_compound, Effective mass (solid-state physics), Transparent conductiong oxides, Thin film, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], business.industry, Charge density, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 0104 chemical sciences, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Indium tin oxide, [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, chemistry, Correlated materials, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], [SPI.OPTI]Engineering Sciences [physics]/Optics / Photonic, Optoelectronics, Vanadates, 0210 nano-technology, business
Abstract: International audience; The vanadate SrVO3 is a transparent conductor perovskite with optical and electrical properties competing with those of the most-used indium tin oxide material. Although its charge density is comparable to that of metals, SrVO3shows a plasma frequency below the visible range due to strong electronic correlations characterizing the electronic transport in this material and enhancing the effective mass. Therefore, the well-known interplay between the structure and the electronic properties of strongly correlated systems can be used in such transparent conductor to tune the optical properties, as the plasma frequency also depends on the effective mass. In this study, SrVO3films are grown by pulsed laser deposition onto different lattice mismatched perovskite substrates such as SrTiO3, LaAlO3, and (LaAlO3)0.3(Sr2TaAlO6)0.7 at different growth temperatures. The structural, electronic, and optical properties are analyzed, illustrating the influence of the strain on the structure of the films and on a shift of the plasma frequency. The electronic correlations in this new group of transparent conducting oxides can be therefore used as a supplementary lever for the tuning of the functional properties.
Published: 2019
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19. Optical and electrical properties of the transparent conductor SrVO 3 without long- range crystalline order

Author: Christophe Labbé, A. Boileau, Arnaud Fouchet, Andréia Márcia Santos de Souza David, Aimane Cheikh, F. Gourbilleau, Ulrike Lüders, P. Marie, R. Escobar-Galindo, Institut Jean Lamour (IJL), Université de Lorraine (UL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Abengoa, Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), and Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I
Subjects: Materials science, Physics and Astronomy (miscellaneous), business.industry, Oxide, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, Amorphous solid, Indium tin oxide, Pulsed laser deposition, chemistry.chemical_compound, Electrooptical effects, chemistry, Electrical resistivity and conductivity, Phase (matter), [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Optoelectronics, Thin film, 0210 nano-technology, business, Perovskite (structure)
Abstract: International audience; It has been shown recently that the perovskite oxide SrVO 3 is a transparent conductor with optical and electrical properties outreaching those of the most used material indium tin oxide (ITO). These properties, observed in the crystalline phase, imply the strong potential of SrVO 3 for use as a lower cost alternative to ITO, but the possible integration of this perovskite oxide material in actual electronic devices is still an open question. One of the possible approaches for the integration of oxide materials is the use of amorphous thin films, allowing low thermal budgets to preserve the performances of the electronic device. Therefore, in this study, the electrical and optical properties of amorphous or poorly crystallized thin SrVO 3 films are investigated.
Published: 2018
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20. Magnetic properties of the magnetophotonic crystal based on bismuth iron garnet

Author: Bruno Berini, Yves Dumont, Halina Niedoba, Marwan Deb, Liubov Magdenko, Christèle Vilar, E. Popova, Arnaud Fouchet, Mathias Vanwolleghem, Francois Gendron, Beatrice Dagens, J. Scola, Marcel Guyot, Niels Keller, Groupe d'Etude de la Matière Condensée (GEMAC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Nanosciences de Paris (INSP), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), French ANR project MAGNETOPHOT, French ANR contract C'Nano IdF [IF-08-1453/R], Institut d'électronique fondamentale (IEF), and Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, Materials science, Magnetic domain, Condensed matter physics, Magnetism, General Physics and Astronomy, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Bismuth, Magnetization, Magnetic anisotropy, symbols.namesake, Condensed Matter::Materials Science, Nuclear magnetic resonance, chemistry, 0103 physical sciences, Faraday effect, symbols, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], 0210 nano-technology, Micromagnetics, Saturation (magnetic)
Abstract: International audience; This article reports on the magnetism of continuous and patterned bismuth iron garnet (Bi3Fe5O12 or BIG) thin films for magnetophotonic crystal (MPC) applications. The exact knowledge of the magnetic properties is crucial for the design of fully functional MPC. BIG thin films were grown on several types of isostructural substrates by pulsed laser deposition. The growth conditions and bismuth transfer were optimized to obtain good quality magneto-optically active films compatible with nanostructuring process. MPC were successfully fabricated from BIG/GGG(001) films with low roughness and high Faraday rotation. Magnetic characteristics (magnetization, anisotropy, magnetic domains, magnetization reversal) of the continuous BIG films and MPC were extensively studied and compared to the results of the micromagnetic simulations performed for MPC with different anisotropy. The present study shows that the fabrication of the MPC structure lowers the magnetocrystalline and uniaxial in-plane anisotropies and induces a partial out-of-plane magnetization. External field smaller than 2000 G is sufficient to ensure the out-of-plane saturation of magnetization for optimum device operation, in agreement with micromagnetic calculations. The experimentally determined magnetic properties of MPC are fully compatible with the device operation. (C) 2012 American Institute of Physics. [http://dx.doi.org/10.1063/1.4764345]
Published: 2012
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21. Pulsed laser deposition and optical characterizations of the magnetic samarium orthoferrite

Author: Yves Dumont, Bruno Berini, Arnaud Fouchet, J. Scola, Niels Keller, Jan Mistrik, E. Popova, Groupe d'Etude de la Matière Condensée (GEMAC), and Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Orthoferrite, Materials science, medicine.medical_treatment, Analytical chemistry, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Substrate (electronics), 01 natural sciences, Pulsed laser deposition, chemistry.chemical_compound, Ellipsometry, 0103 physical sciences, Materials Chemistry, medicine, Texture (crystalline), [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 010302 applied physics, Excimer laser, Metals and Alloys, Surfaces and Interfaces, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Samarium, chemistry, Crystallite, 0210 nano-technology
Abstract: article i nfo Pulsed Laser Deposition of magnetically ordered polycrystalline SmFeO3 films has been optimized onto SiO2 glass substrates as function of substrate temperature, oxygen pressure and pulsed laser fluency. Using a KrF excimer laser, crystallization temperature is found to be about 1048 K for a weak fluency of only 1.7 J cm � 2 . We show that this growth temperature can be reduced using higher fluency and that it is possible to obtain a film texturation along the c axis by reducing the oxygen pressure at given temperature and fluency. In a sec- ond part, we focus on the SmFeO3 optical constants determined by in situ ellipsometry using a stacking model and the Cauchy dispersion relation for SmFeO3 layer. We show a good correlation between the trans- mission and reflection calculated from these data and measured by ex situ spectrophotometry in the visible range.
Published: 2012
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22. Microstructure and self-exchange coupling in a YFeO 3 film

Author: E. Popova, W. Noun, J. Scola, Yves Dumont, P. Boullay, Niels Keller, Arnaud Fouchet, Groupe d'Etude de la Matière Condensée (GEMAC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), and Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Subjects: Materials science, Magnetic ordering, Analytical chemistry, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Mosaicity, Polycrystalline material, 0103 physical sciences, Coupling (piping), Perovskites, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], 010306 general physics, High-resolution transmission electron microscopy, Magnetic materials, Magnetic anisotropy, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Condensed matter physics, Crystal structure, Relaxation (NMR), [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Microstructure, Exchange interactions, Transmission electron microscopy, Ferromagnetism, Grain boundary, 0210 nano-technology, Crystal orientation
Abstract: International audience; The microstructure of a thick film of YFeO3 grown on (100)-SrTiO3 has been investigated by transmission electron microscopy. The film is divided into two different growth regions with the bottom part characterized by strong contrast variations in the high resolution transmission electron microscopy images indicating the presence of high strain fields. The top part of the film between 50 nm and the film surface shows a preferential growth of (001) YFeO3 ∥ (001) SrTiO3 columns with relaxation into a strain free state. The mosaicity of the film and the grain boundaries determine the exchange coupling between columns and results in a strong perpendicular magnetic anisotropy.
Published: 2011
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23. Mechanism of the lattice relaxation in thin epitaxial films of iron oxides: Generalization from the case of ilmenite–hematite solid solution

Author: Yves Dumont, Stéphane Andrieu, Frédéric Bonell, Bruno Berini, Arnaud Fouchet, Bénédicte Warot-Fonrose, Niels Keller, E. Popova, Groupe d'Etude de la Matière Condensée (GEMAC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Jean Lamour (IJL), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Subjects: Oxide, 02 engineering and technology, Expected value, engineering.material, Epitaxy, 01 natural sciences, Condensed Matter::Materials Science, chemistry.chemical_compound, Lattice constant, Lattice (order), 0103 physical sciences, Materials Chemistry, Astrophysics::Solar and Stellar Astrophysics, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 010302 applied physics, Condensed matter physics, Surfaces and Interfaces, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Hematite, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Surfaces, Coatings and Films, Crystallography, chemistry, visual_art, engineering, visual_art.visual_art_medium, 0210 nano-technology, Ilmenite, Solid solution
Abstract: The overshoot of the in-plane lattice parameter above its expected value was previously observed for iron oxides on different substrates for initial stages of the film growth. The reasons for the overshoot provided in the previously published experimental studies have not satisfactorily explained the effect. In the present article the overshoot is explained in terms of the surface atom displacements at low thicknesses due to the strong lattice relaxation via dislocation formation. The ilmenite–hematite solid solution is used as an example for the experimental and theoretical descriptions of the overshoot. The theoretical model, based on the dislocation density, can be directly applied to describe the lattice relaxation as a function of the film thickness for other iron-based oxide films with a strong film/substrate lattice mismatch.
Published: 2011
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24. IR thermometry: a new tool for contactless in situ investigations of metal–insulator transition

Author: M. Tessier, Stephane Denise, Bruno Berini, Arnaud Fouchet, Niels Keller, E. Popova, Y. Dumont, Groupe d'Etude de la Matière Condensée (GEMAC), and Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: In situ, Thermodynamic equilibrium, Insulator (electricity), Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics, 02 engineering and technology, Conductivity, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Pulsed laser deposition, Metal, Optics, 0103 physical sciences, Emissivity, General Materials Science, Metal–insulator transition, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], Astrophysics::Galaxy Astrophysics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 010302 applied physics, Chemistry, business.industry, General Chemistry, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, visual_art, visual_art.visual_art_medium, 0210 nano-technology, business
Abstract: In the present work, we focus on an original study of metal–insulator transition in LaNiO3 (LNO) compound by IR camera mounted on a pulsed laser deposition chamber. IR thermometry is based on the measurement of the radiated energy that is a function of the surface temperature and the emissivity (e) of a material. Thus, at a fixed high temperature in an oxygen equilibrium state and by fixing arbitrary an emissivity value, we can follow the evolution of the “measured temperature” linked to the change of the real emissivity value during a reduction/reoxygenation treatment. The variation of emissivity is correlated to the change in optical constants, e.g. to the conductivity measured simultaneously by an in situ spectroscopic ellipsometry. The combination of both techniques offers a convenient way to observe in situ and contactless changes from metallic to insulator behavior and vice versa.
Published: 2010
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25. Growth and characterizations of ZnO and Co-doped ZnO films for their use in spintronic

Author: Wilfrid Prellier, Laurence Méchin, Arnaud Fouchet, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Microbiologie Industrielle, and Ecole Nationale Supérieure des Industries Agricoles et alimentaires
Subjects: [PHYS]Physics [physics], Materials science, Spintronics, business.industry, Magnetic semiconductor, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Condensed Matter Physics, Pulsed laser deposition, Carbon film, Ferromagnetism, visual_art, visual_art.visual_art_medium, Curie temperature, Optoelectronics, [CHIM]Chemical Sciences, General Materials Science, Ceramic, Electrical and Electronic Engineering, Thin film, business
Abstract: Diluted Magnetic Semiconductors offer potential applications for spintronics. In this respect, Co-doped ZnO films are particularly interesting due to their Curie temperature. However, the origin of ferromagnetism is controversial. High quality Co-doped ZnO thin films have thusly been grown using the pulsed laser deposition technique on (001) Al2O3 substrates. Two series were made. In the first one, the films are grown using metallic targets whereas in the second one, the films are synthesized from ceramic targets. Detailed characterizations have been performed and a comparison have been made, in light of the literature.
Published: 2007
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26. Ferromagnetic Co-doped ZnO thin films grown using pulsed laser deposition from Zn and Co metallic targets

Author: Wilfrid Prellier, Ch. Simon, B. Mercey, Arnaud Fouchet, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], Materials science, Condensed matter physics, Dopant, Mechanical Engineering, Analytical chemistry, Magnetic semiconductor, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Condensed Matter Physics, Pulsed laser deposition, Surface coating, Lattice constant, Mechanics of Materials, Curie temperature, [CHIM]Chemical Sciences, General Materials Science, Thin film, Wurtzite crystal structure
Abstract: We report the synthesis of high-quality Co-doped ZnO thin films using the pulsed laser deposition technique on (0 0 0 1)-Al 2 O 3 substrates under an oxidizing atmosphere, using Zn and Co metallic targets. The growth of ZnO was optimized in order to obtain the least strained film using the sin 2 Ψ model. Highly crystallized Co:ZnO thin films are obtained by an deposition from alternating Zn and Co metal targets. This procedure results in homogenous incorporation of the Co in the ZnO wurtzite structure, which is confirmed by the linear dependence of the out-of-plane lattice parameter as a function of the Co dopant up to 9%. The Zn 1− x Co x O films exhibit ferromagnetism with a Curie temperature close to room temperature for x =0.08 and at 150 K for x =0.05.
Published: 2004
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27. Laser ablation of Co:ZnO films deposited from Zn and Co metal targets on (0001) Al$_2$O$_3$ substrates

Author: Wilfrid Prellier, B. Raveau, Arnaud Fouchet, Ch. Simon, B. Mercey, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), and Arxiv, Import
Subjects: 010302 applied physics, Condensed Matter - Materials Science, Materials science, Laser ablation, Strongly Correlated Electrons (cond-mat.str-el), Physics and Astronomy (miscellaneous), Dopant, Analytical chemistry, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), FOS: Physical sciences, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, [PHYS.COND.CM-MS] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], 3. Good health, Pulsed laser deposition, Condensed Matter - Strongly Correlated Electrons, Lattice constant, Ferromagnetism, 0103 physical sciences, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Curie temperature, Thin film, 0210 nano-technology, Deposition (law)
Abstract: We report on the synthesis of high-quality Co-doped ZnO thin films using the pulsed laser deposition technique on (0001)-Al$_2$O$_3$ substrates performed in an oxidizing atmosphere, using Zn and Co metallic targets. We firstly optimized the growth of ZnO in order to obtain the less strained film. Highly crystallized Co:ZnO thin films are obtained by an alternative deposition from Zn and Co metal targets. This procedure allows an homogenous repartition of the Co in the ZnO wurzite structure which is confirmed by the linear dependance of the out-of-plane lattice parameter as a function of the Co dopant. In the case of 5% Co doped, the film exhibits ferromagnetism with a Curie temperature close to the room temperature., Comment: 8 pages, 5 Figures, accepted in Applied Physics Letters
Published: 2003

28. Etudes des hétérostructures à bases d'oxydes complexes pour de potentielles utilisations en cellules solaires

Author: Cheikh, Aimane, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Normandie Université, Arnaud Fouchet, Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and STAR, ABES
Subjects: Oxydes transparents et conducteurs (TCO), [PHYS.PHYS]Physics [physics]/Physics [physics], Transparent conducting oxide (TCO), [PHYS.PHYS] Physics [physics]/Physics [physics], Transition metal oxides, Thin film, Pulsed laser deposition (PLD, Interface
Abstract: Due to their promising functional properties, ternary oxide thin films based on Vanadium have gained much research interest in photovoltaic technologies.During this work, we first studied the possibility to use the strongly correlated metal SrVO3 as a transparent conducting oxide (TCO). For this reason, we have studied the optoelectronic properties of SrVO3 under different growth conditions. Second, our study was focused on making band gap-graded design solar cells based on oxide heterostructures. LaVO3 is particularly interesting due to its optical band gap localized in the optimal range for harvesting solar light. Accordingly, the LaVO3 was synthetized on SrTiO3 substrate under different growth conditions. Optical measurements reveal that LaVO3/SrTiO3 heterostructure grown at low oxygen pressure possess a band gap of 1.18 eV in the ideal energy range for photovoltaic. Electrical properties show that the interface LaVO3/ SrTiO3 is conducting, serving as an electrical contact for solar cells. Another interest of LaVO3 is its crystalline structure offering the possibility to combine it with other structurally compatible transition metal oxides with larger band gap such as LaFeO3 (2.2 eV) in order to enhance the optical absorption at high energy. Once the optoelectronic properties have been established, the LFO/LVO heterostructure was synthetized on SrTiO3 substrate at low oxygen pressure. The physical properties of our system have been also investigated for different LaFeO3 thickness but, to date, no photoconductivity was obtained., Grace à leurs propriétés fonctionnelles prometteuses, l’étude des oxydes ternaires à base de vanadium déposés sous forme de couche mince ont suscité beaucoup d’intérêt et ont fait l’objet d’une activité intense en recherche dans le domaine optoélectronique et photovoltaïque.Durant ce travail de thèse, on a étudié dans un premier temps la possibilité d’utiliser les métaux fortement corrélés tel que SrVO3 comme étant un oxyde transparent et conducteur (TCO). Pour cela, on a étudié l’évolution des propriétés optoélectroniques en fonction des conditions de croissance du SrVO3 déposé sous forme de couche mince. Dans un deuxième temps, notre étude s’est focalisée sur la réalisation d’une ingénierie de cellule solaire basée sur les hétérostructures tout oxyde de différentes bandes interdites. Pour cela, par un choix judicieux de la largeur de bande interdite de certaines pérovskites, nous avons synthétisé le LaVO3, dont l’absorption est optimale dans le spectre solaire, sur un substrat SrTiO3 sous différentes conditions de croissance. Du point de vue optique, l’étude des hétérostructures LaVO3/SrTiO3 déposé à basse pression d’oxygène a mis en évidence que le film LaVO3 possède une bande interdite de 1.18 eV se situant dans la plage optimale pour le photovoltaïque. Du point de vue électrique, l’interface polaire LaVO3/ SrTiO3 génère une couche d’interface conductrice qui servira de contact électrique pour les cellules solaires. Un autre intérêt du LaVO3 est sa structure cristalline commune à un grand nombre d’oxydes possédant des différentes valeurs des bandes interdites. Pour réaliser notre système, nous avons choisi en particulier la pérovskite LaFeO3 ayant une bande interdite de 2.2 eV, supérieure à celle du LaVO3 afin d’améliorer l’absorption optique à haute énergie. Une fois les propriétés optoélectroniques ont été établies, nous avons synthétisé l’empilement LFO/LVO sur un substrat SrTiO3 à basse pression d’oxygène. L’évolution des propriétés de notre système en fonction de l’épaisseur de LaFeO3 déposé est également étudié, mais jusqu’à présent aucune propriété de photoconductivité n’a été obtenue.
Published: 2020

29. Croissance et études de films minces et d'hétérostructures d'oxydes pérovskites réalisés par dépôt laser pulsé

Author: Allain, Mickael, Groupe d'Etude de la Matière Condensée (GEMAC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Versailles-Saint Quentin en Yvelines, Niels Keller, Arnaud Fouchet, and STAR, ABES
Subjects: Magnétisme, Magnetism, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Pulse laser deposition, Dépôt laser pulse, Pérovskites, Interface, [PHYS.COND.CM-MS] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci]
Abstract: This thesis work has been led to study the growth by Pulsed Laser Deposition (PLD) and theproperties of different perovskite oxide systems including heterostructures of LaAlO3/SrTiO3,SrVO3/SrTiO3 and LaAlO3/SrVO3. This work is motivated by the need to measure and analyze theinterface properties in these systems which are composed with transition metal elements titaniumand vanadium but with different electronic configuration, 3d0 for Ti and 3d1 for V that can modify theproperties.In a first part, growth and characterizations – structural, transport and magnetism – is presented.Major results are obtained and demonstrate the effect of growth conditions – oxygen pressure andlaser fluence – on LaAlO3 thin films stoichiometry and interface electronic properties finally provingthe existence of an electronic phase transition.In the second part, growth of thin and ultrathin SrVO3 films is detailed and an experimentalobservation of the Metal-Insulator Transition (MIT) is brought out. The origin of this MIT isdemonstrated by structural and Transport properties investigation. Furthermore, physicalmechanisms of conduction in this system are revealed through modelisation work.Finally, the last part is devoted to the work done on LaAlO3/SrVO3 heterostructures grown on SrTiO3and LaAlO3 substrates. Transport characterizations and chemical analysis realized in order to studythe interface properties and to compare with LaAlO3/SrTiO3. Different conduction mechanisms havebeen brought out which are correlated by chemical analysis – for samples grown on SrTiO3 – anddemonstrate the effect of LaAlO3 thin films in this hétérostructure., Ce travail de thèse porte sur la croissance par dépôt laser pulsé (PLD) et l’étude des propriétés dedifférents systèmes d’oxydes pérovskites. Ainsi, les hétérostructures LaAlO3/SrTiO3, SrVO3/SrTiO3,LaAlO3/SrVO3 ont fait l’objet de travaux de recherche. Ces études ont été menées afin d’analyser lespropriétés des interfaces de ces différents systèmes composés, notamment, de titane et devanadium, deux métaux de transition et ainsi d’étudier et de comparer les effets de l’orbitale 3d enpassant d’une configuration 3d0, pour Ti, à 3d1, pour V.Dans une première partie, les travaux réalisés sur le système LaAlO3/SrTiO3 sont présentés. Lacroissance des échantillons, les caractérisations structurales, de transport et de magnétisme sontdétaillées. A partir cette étude, des résultats majeurs ont été obtenus, concernant l’effet desconditions de croissance par PLD sur la stoechiométrie des films minces et les conséquences sur lespropriétés électroniques de l’interface, avec la mise en évidence de différentes phases électroniques.Dans une seconde partie, la croissance de films minces et ultraminces de SrVO3 par PLD et la mise enévidence expérimentale de la Transition Métal-Isolant (TMI) sont développées. Les mesures despropriétés structurales et de transport ont permis de déterminer l’origine de cette TMI. Enfin, lesmécanismes physiques de conduction dans ce système sont révélés à partir de modélisations.Enfin, la dernière partie est consacrée aux travaux réalisés sur les hétérostructures LaAlO3/SrVO3réalisées sur substrats de SrTiO3 et de LaAlO3. Pour ces systèmes, les caractérisations de transportainsi que les analyses chimiques menées dans le but d’étudier les propriétés des interfaces de cessystèmes et de les comparer avec le système LaAlO3/SrTiO3. Différents mécanismes de conductionont ainsi été mis en évidence, corrélés par une analyse chimique, pour les échantillons réalisés surSrTiO3, démontrant l’effet de la couche de LaAlO3.
Published: 2014

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