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.

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.
H.
Rose
,
Optik
85
,
19
(
1990
).
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
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.