Using a complementary combination of x-ray diffraction and atomically resolved imaging we investigated the lattice structure of epitaxial LaNiO3/LaAlO3 superlattices grown on a compressive-strain inducing LaSrAlO4 (001) substrate. A refinement of the structure obtained from the x-ray data revealed the monoclinic I 2/c 1 1 space group. The (Ni/Al)O6 octahedral rotation angle perpendicular to the superlattice plane is enhanced, and the one parallel to the plane is reduced with respect to the corresponding bulk values. High-angle annular dark field imaging was used to determine the lattice parameters within the superlattice unit cell. High-resolution electron microscopy images of the oxygen atoms are consistent with the x-ray results.
REFERENCES
1.
J. M.
Rondinelli
, S. J.
May
, and J. W.
Freeland
, MRS Bull.
37
, 261
(2012
).2.
A.
Vailionis
, H.
Boschker
, W.
Siemons
, E. P.
Houwman
, D. H. A.
Blank
, G.
Rijnders
, and G.
Koster
, Phys. Rev. B
83
, 064101
(2011
).3.
S. J.
May
, J.-W.
Kim
, J. M.
Rondinelli
, E.
Karapetrova
, N. A.
Spaldin
, A.
Bhattacharya
, and P. J.
Ryan
, Phys. Rev. B
82
, 014110
(2010
).4.
A. V.
Boris
, Y.
Matiks
, E.
Benckiser
, A.
Frano
, P.
Popovich
, V.
Hinkov
, P.
Wochner
, M.
Castro-Colin
, E.
Detemple
, V. K.
Malik
, C.
Bernhard
, T.
Prokscha
, A.
Suter
, Z.
Salman
, E.
Morenzoni
, G.
Cristiani
, H.-U.
Habermeier
, and B.
Keimer
, Science
332
, 937
(2011
).5.
M.
Gibert
, P.
Zubko
, R.
Scherwitzl
, J.
Iniguez
, and J.-M.
Triscone
, Nature Mater.
11
, 195
(2012
).6.
A.
Frano
, E.
Schierle
, M. W.
Haverkort
, Y.
Lu
, M.
Wu
, S.
Blanco-Canosa
, U.
Nwankwo
, A. V.
Boris
, P.
Wochner
, G.
Cristiani
, H. U.
Habermeier
, G.
Logvenov
, V.
Hinkov
, E.
Benckiser
, E.
Weschke
, and B.
Keimer
, Phys. Rev. Lett.
111
, 106804
(2013
).7.
P.
Hansmann
, X.
Yang
, A.
Toschi
, G.
Khaliullin
, O. K.
Andersen
, and K.
Held
, Phys. Rev. Lett.
103
, 016401
(2009
).8.
M. J.
Han
, C. A.
Marianetti
, and A. J.
Millis
, Phys. Rev. B
82
, 134408
(2010
).9.
A.
Blanca-Romero
and R.
Pentcheva
, Phys. Rev. B
84
, 195450
(2011
).10.
J.
Chakhalian
, J. M.
Rondinelli
, J.
Liu
, B. A.
Gray
, M.
Kareev
, E. J.
Moon
, N.
Prasai
, J. L.
Cohn
, M.
Varela
, I. C.
Tung
, M. J.
Bedzyk
, S. G.
Altendorf
, F.
Strigari
, B.
Dabrowski
, L. H.
Tjeng
, P. J.
Ryan
, and J. W.
Freeland
, Phys. Rev. Lett.
107
, 116805
(2011
).11.
E.
Benckiser
, M. W.
Haverkort
, S.
Brueck
, E.
Goering
, S.
Macke
, A.
Frano
, X.
Yang
, O. K.
Andersen
, G.
Cristiani
, H.-U.
Habermeier
, A. V.
Boris
, I.
Zegkinoglou
, P.
Wochner
, H.-J.
Kim
, V.
Hinkov
, and B.
Keimer
, Nature Mater.
10
, 189
(2011
).12.
J. W.
Freeland
, J.
Liu
, M.
Kareev
, B.
Gray
, J. W.
Kim
, P.
Ryan
, R.
Pentcheva
, and J.
Chakhalian
, Europhys. Lett.
96
, 57004
(2011
).13.
S. J.
May
, C. R.
Smith
, J.-W.
Kim
, E.
Karapetrova
, A.
Bhattacharya
, and P. J.
Ryan
, Phys. Rev. B
83
, 153411
(2011
).14.
S. J.
May
, C. R.
Smith
, J. W.
Kim
, E.
Karapetrova
, A.
Bhattacharya
, and P. J.
Ryan
, Phys. Rev. B
85
, 039905
(2012
).15.
M.
Wu
, E.
Benckiser
, M. W.
Haverkort
, A.
Frano
, Y.
Lu
, U.
Nwankwo
, S.
Brück
, P.
Audehm
, E.
Goering
, S.
Macke
, V.
Hinkov
, P.
Wochner
, G.
Christiani
, S.
Heinze
, G.
Logvenov
, H.-U.
Habermeier
, and B.
Keimer
, Phys. Rev. B
88
, 125124
(2013
).16.
E.
Detemple
, Q. M.
Ramasse
, W.
Sigle
, G.
Cristiani
, H.-U.
Habermeier
, E.
Benckiser
, A. V.
Boris
, A.
Frano
, P.
Wochner
, M.
Wu
, B.
Keimer
, and P. A.
van Aken
, Appl. Phys. Lett.
99
, 211903
(2011
).17.
E.
Detemple
, Q. M.
Ramasse
, W.
Sigle
, G.
Cristiani
, H.-U.
Habermeier
, B.
Keimer
, and P. A.
van Aken
, J. Appl. Phys.
112
, 013509
(2012
).18.
J.
Hwang
, J. Y.
Zhang
, J.
Son
, and S.
Stemmer
, Appl. Phys. Lett.
100
, 191909
(2012
).19.
J.
Hwang
, J.
Son
, J. Y.
Zhang
, A.
Janotti
, C. G.
Van de Walle
, and S.
Stemmer
, Phys. Rev. B
87
, 060101
(2013
).20.
21.
M.
Haider
, S.
Uhlemann
, E.
Schwan
, B.
Kabius
, and K.
Urban
, Nature
392
, 768
(1998
).22.
C. L.
Jia
, L.
Houben
, A.
Thust
, and J.
Barthel
, Ultramicroscopy
110
, 500
(2010
).23.
M.
Lentzen
, B.
Jahnen
, C. L.
Jia
, A.
Thust
, K.
Tillmann
, and K.
Urban
, Ultramicroscopy
92
, 233
(2002
).24.
C.
Jia
, S.
Mi
, M.
Faley
, U.
Poppe
, J.
Schubert
, and K.
Urban
, Phys. Rev. B
79
, 081405
(2009
).25.
A. M.
Glazer
, Acta Crystallogr., Sect. B
28
, 3384
(1972
).26.
J.
Rodríguez-Carvajal
, Physica B
192
, 55
(1993
).27.
P. D.
Nellist
and S. J.
Pennycook
, “The principles and interpretation of annular dark-field z-contrast imaging
,” Adv. Imaging Electron Phys.
113
, 147
–203
(2000
).28.
P. D.
Robb
and A. J.
Craven
, Ultramicroscopy
109
, 61
(2008
).29.
J. L.
García-Muñoz
, J.
Rodríguez-Carvajal
, P.
Lacorre
, and J. B.
Torrance
, Phys. Rev. B
46
, 4414
(1992
).30.
See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4881557 for figures and the HRTEM image calculation procedure.
31.
C. L.
Jia
, M.
Lentzen
, and K.
Urban
, Science
299
, 870
(2003
).32.
K.
Urban
, C. L.
Jia
, L.
Houben
, M.
Lentzen
, S. B.
Mi
, and K.
Tillmann
, Philos. Trans. R. Soc., A
367
, 3735
(2009
).33.
J.
An
, A. L.
Koh
, J. S.
Park
, R.
Sinclair
, T. M.
Gür
, and F. B.
Prinz
, J. Phys. Chem. Lett.
4
, 1156
(2013
).34.
H. X.
Yang
, H. F.
Tian
, Z.
Wang
, Y. B.
Qin
, C.
Ma
, J. Q.
Li
, Z. Y.
Cheng
, R.
Yu
, and J.
Zhu
, J. Phys.: Condens. Matter
24
, 435901
(2012
).35.
L.
Lechner
, J.
Biskupek
, and U.
Kaiser
, Microsc. Microanal.
18
, 379
(2012
).© 2014 AIP Publishing LLC.
2014
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
