Searching for a route to synthesize in situ epitaxial Pr2Ir2O7 thin films with thermodynamic methods
Searching for a route to synthesize in situ epitaxial Pr2Ir2O7 thin films with thermodynamic methods
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寻找热力学方法原位外延Pr2Ir2O7薄膜合成途径
DOI：
10.1038/s41524-021-00610-9
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发表时间：
2021
影响因子：
9.7
通讯作者：
Eom, Chang-Beom
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Guo, Lu;Shang, Shun-Li;Campbell, Neil;Evans, Paul G.;Rzchowski, Mark;Liu, Zi-Kui;Eom, Chang-Beom
由于Ir在低温下的低反应性，以及IrO3(g)和IrO2(g)等挥发性气体在高温和高po2下的汽化，原位生长的焦绿盐铱酸盐薄膜一直是一个长期的挑战。为了解决这一挑战，我们将pr - ir - o2体系的热力学分析与传统物理气相沉积（PVD）共溅射技术的实验结果结合起来。我们的研究结果表明，只有高生长温度才能产生结晶度足以利用和定制所需拓扑电子性能的薄膜，而原位合成pr2ir2o7薄膜受到无法在高温下以10 Torr的po2生长的限制，这是PVD工艺固有的限制。因此，我们建议能够在沉积过程中提供关键物质的高分压的技术，特别是化学气相沉积（CVD），作为合成Pr2Ir2O7的途径。
In situ growth of pyrochlore iridate thin films has been a long-standing challenge due to the low reactivity of Ir at low temperatures and the vaporization of volatile gas species such as IrO3(g) and IrO2(g) at high temperatures and highPO2. To address this challenge, we combine thermodynamic analysis of the Pr-Ir-O2system with experimental results from the conventional physical vapor deposition (PVD) technique of co-sputtering. Our results indicate that only high growth temperatures yield films with crystallinity sufficient for utilizing and tailoring the desired topological electronic properties and the in situ synthesis of Pr2Ir2O7thin films is fettered by the inability to grow withPO2on the order of 10 Torr at high temperatures, a limitation inherent to the PVD process. Thus, we suggest techniques capable of supplying high partial pressure of key species during deposition, in particular chemical vapor deposition (CVD), as a route to synthesis of Pr2Ir2O7.
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影响因子：
3.7
作者：
Lu Guo;N. Campbell;Yongseong Choi;Jong-Woo Kim;P. Ryan;H. Huyan;Linze Li;T. Nan;Jongwuk Kang;C. Sundahl;Xiaoqing Pan;M. Rzchowski;C. Eom
通讯作者：
Lu Guo;N. Campbell;Yongseong Choi;Jong-Woo Kim;P. Ryan;H. Huyan;Linze Li;T. Nan;Jongwuk Kang;C. Sundahl;Xiaoqing Pan;M. Rzchowski;C. Eom
影响因子：
6.1
作者：
T. Anderson;Hua Zhou;L. Xie;J. Podkaminer;J. J. Patzner-J.;S. Ryu;Xiaoqing Pan;C. Eom
通讯作者：
T. Anderson;Hua Zhou;L. Xie;J. Podkaminer;J. J. Patzner-J.;S. Ryu;Xiaoqing Pan;C. Eom
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通讯作者：
Schlom, Darrell G.
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通讯作者：
Liu, Zi-Kui