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Top-gated field-effect LaAlO 3 /SrTiO 3 devices made by ion-irradiation

Authors :
Maxime Malnou
Edouard Lesne
Nicolas Bergeal
C. Ulysse
Myriam Pannetier-Lecoeur
Nicolas Reyren
Gyanendra Singh
S. Hurand
Agnès Barthélémy
Manuel Bibes
Cheryl Feuillet-Palma
Javier E. Villegas
A. Jouan
Jerome Lesueur
Laboratoire de Physique et d'Etude des Matériaux (UMR 8213) (LPEM)
Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Unité mixte de physique CNRS/Thales (UMPhy CNRS/THALES)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-THALES
Laboratoire de photonique et de nanostructures (LPN)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Nano-Magnétisme et Oxydes (LNO)
Service de physique de l'état condensé (SPEC - UMR3680)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
THALES [France]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Applied Physics Letters, Applied Physics Letters, American Institute of Physics, 2016, 108 (5), pp.052602. ⟨10.1063/1.4941672⟩, Applied Physics Letters, 2016, 108 (5), pp.052602. ⟨10.1063/1.4941672⟩
Publication Year :
2016
Publisher :
HAL CCSD, 2016.

Abstract

International audience; We present a method to fabricate top-gated field-effect devices in a LaAlO3/SrTiO3 two-dimensional electron gas (2-DEG). Prior to the gate deposition, the realisation of micron size conducting channels in the 2-DEG is achieved by an ion-irradiation with high-energy oxygen ions. After identifying the ion fluence as the key parameter that determines the electrical transport properties of the channels, we demonstrate the field-effect operation. At low temperature, the normal state resistance and the superconducting Tc can be tuned over a wide range by a top-gate voltage without any leakage. A superconductor-to-insulator quantum phase transition is observed for a strong depletion of the 2-DEG.

Details

Language :
English
ISSN :
00036951
Database :
OpenAIRE
Journal :
Applied Physics Letters, Applied Physics Letters, American Institute of Physics, 2016, 108 (5), pp.052602. ⟨10.1063/1.4941672⟩, Applied Physics Letters, 2016, 108 (5), pp.052602. ⟨10.1063/1.4941672⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....11b934ed1f0375717d948b5cac8babed
Full Text :
https://doi.org/10.1063/1.4941672⟩