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Surface Characterizations and Selective Etching of Sr‐Rich Segregation on Top of SrVO 3 Thin‐Films Grown by Pulsed Laser Deposition

Authors :
Damien Aureau
Yoan Bourlier
Bruno Berini
Mathieu Frégnaux
Arnaud Fouchet
Yves Dumont
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)
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 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)
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)
Source :
ChemNanoMat, ChemNanoMat, 2019, 5 (5), pp.674-681. ⟨10.1002/cnma.201900017⟩, ChemNanoMat, Wiley, 2019, 5 (5), pp.674-681. ⟨10.1002/cnma.201900017⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
Wiley, 2019.

Abstract

International audience; Since SrVO3 (SVO) can be used as a highly conductive material for perovskite heterostructures, the control of surface morphology and chemistry of such thin-films are essential. Using pulsed laser deposition, two distinct topographies can be produced. Thus, by tuning oxygen pressure in the growth chamber during cooling, smooth or partially covered by self-oriented Sr3V2O8 nanorods surfaces can be grown. This study manages to correlate the two typical topographies, revealed by atomic force microscopy (AFM), with their chemical compositions obtained by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). At first, a model describes their initial surface chemistry through the Sr/V cationic ratio and the (Sr+V)/Oox ratio. Furthermore, using sputter-depth profiling, post-thermal treatments and wet chemical etching, SVO thin-film chemical compositions are extensively studied. We demonstrate that they are composed of stoichiometric SVO phase covered by Sr-rich layer on top. Finally, treatment in water for 180 seconds helps to remove Sr-rich phases. Sr3V2O8 nanorods are found selectively dissolved leaving a surface nano-imprint. Moreover, on smooth SVO surfaces, a balanced Sr/V cationic ratio of 1.0±0.1 is obtained. These results appear very promising for SVO thin-films surface preparation and further development as electrodes for electronic devices.

Details

ISSN :
2199692X
Volume :
5
Database :
OpenAIRE
Journal :
ChemNanoMat
Accession number :
edsair.doi.dedup.....701854af953c33b31113a190508d1204
Full Text :
https://doi.org/10.1002/cnma.201900017