Self-poled ultra-thin ferroelectric PbZr0.52Ti0.48O3 (PZT) (5 and 7 nm) films have been grown by pulsed laser deposition technique on ferromagnetic La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) (30 nm) to check the effect of polar capping on magnetization for ferroelectric tunnel junction devices. PZT/LSMO heterostructures with thick polar PZT (7 nm) capping show nearly 100% enhancement in magnetization compared with thin polar PZT (5 nm) films, probably due to excess hole transfer from the ferroelectric to the ferromagnetic layers. Core-level x-ray photoelectron spectroscopy studies revealed the presence of larger Mn 3s exchange splitting and higher Mn3+/Mn4+ ion ratio in the LSMO with 7 nm polar capping.
References
1.
2.
E. Y.
Tsymbal
and H.
Kohlstedt
, Science
313
, 181
(2006
).3.
M. Ye.
Zhuravlev
, R. F.
Sabirianov
, S. S.
Jaswal
, and E. Y.
Tsymbal
, Phys. Rev. Lett.
94
, 246802
(2005
).4.
J. R.
Contreras
, H.
Kohlstedt
, U.
Poppe
, R.
Waser
, C.
Buchal
, and N. A.
Pertsev
, Appl. Phys. Lett.
83
, 4595
(2003
).5.
J. P.
Velev
, J. M.
López-Encarnación
, J. D.
Burton
, and E. Y.
Tsymbal
, Phys. Rev. B
85
, 125103
(2012
).6.
V.
Garcia
, S.
Fusil
, K.
Bouzehouane
, S.
Enouz-Vedrenne
, N. D.
Mathur
, A.
Barthelemy
, and M.
Bibes
, Nature
460
, 81
(2009
).7.
G.
Catalan
, H.
Béa
, S.
Fusil
, M.
Bibes
, P.
Paruch
, A.
Barthélémy
, and J. F.
Scott
, Phys. Rev. Lett.
100
, 027602
(2008
).8.
M.
Dawber
, K. M.
Rabe
, and J. F.
Scott
, Rev. Mod. Phys.
77
, 1083
(2005
).9.
D.
Pantel
, H.
Lu
, S.
Goetze
, P.
Werner
, D. J.
Kim
, A.
Gruverman
, D.
Hesse
, and M.
Alexe
, Appl. Phys. Lett.
100
, 232902
(2012
).10.
D.
Preziosi
, I.
Fina
, E.
Pippel
, D.
Hesse
, X.
Marti
, F.
Bern
, M.
Ziese
, and M.
Alexe
, Phys. Rev. B
90
, 125155
(2014
).11.
P. M.
Leufke
, R.
Kruk
, R. A.
Brand
, and H.
Hahn
, Phys. Rev. B
87
, 094416
(2013
).12.
A.
Chanthbouala
, A.
Crassous
, V.
Garcia
, K.
Bouzehouane
, S.
Fusil
, X.
Moya
, J.
Allibe
, B.
Dlubak
, J.
Grollier
, S.
Xavier
, C.
Deranlot
, A.
Moshar
, R.
Proksch
, N.
Mathur
, M.
Bibes
, and A.
Barthelemy
, Nat. Nanotechnol.
7
, 101
(2012
).13.
D. J.
Kim
, H.
Lu
, S.
Ryu
, C. W.
Bark
, C. B.
Eom
, E. Y.
Tsymbal
, and A.
Gruverman
, Nano Lett.
12
, 5697
(2012
).14.
Y. W.
Yin
, M.
Raju
, W. J.
Hu
, X. J.
Weng
, K.
Zou
, J.
Zhu
, X. G.
Li
, Z. D.
Zhang
, and Q.
Li
, Front. Phys.
7
, 380
(2012
).15.
H.
Qu
, W.
Yao
, T.
Garcia
, J.
Zhang
, A. V.
Sorokin
, S.
Ducharme
, P. A.
Dowben
, and V. M.
Fridkin
, Appl. Phys. Lett.
82
, 4322
(2003
).16.
A.
Lookman
, R. M.
Bowman
, J. M.
Gregg
, J.
Kut
, S.
Rios
, M.
Dawber
, A.
Ruediger
, and J. F.
Scott
, J. Appl. Phys.
96
, 555
(2004
).17.
N.
Wakiya
, K.
Kuroyanagi
, Y.
Xuan
, K.
Shinozaki
, and N.
Mizutani
, Thin Solid Films
372
, 156
(2000
).18.
V. R.
Galakhov
, M.
Demeter
, S.
Bartkowski
, M.
Neumann
, N. A.
Ovechkina
, E. Z.
Kurmaev
, N. I.
Lobachevskaya
, Y. M.
Mukovskii
, J.
Mitchell
, and D. L.
Ederer
, Phys. Rev. B
65
, 113102
(2002
).19.
C. A. F.
Vaz
, Y.
Segal
, J.
Hoffman
, R. D.
Grober
, F. J.
Walker
, and C. H.
Ahn
, Appl. Phys. Lett.
97
, 042506
(2010
).20.
S.
Brivio
, M.
Cantoni
, D.
Petti
, and R.
Bertacco
, J. Appl. Phys.
108
, 113906
(2010
).21.
H. J. A.
Molegraaf
, J.
Hoffman
, C. A. F.
Vaz
, S.
Gariglio
, D.
van der Marel
, C. H.
Ahn
, and J.-M.
Triscone
, Adv. Mater.
21
, 3470
(2009
).22.
S.
Dussan
, A.
Kumar
, J. F.
Scott
, S.
Priya
, and R. S.
Katiyar
, Appl. Phys. Lett.
97
, 252902
(2010
).23.
X.
Ma
, A.
Kumar
, S.
Dussan
, H.
Zhai
, F.
Fang
, H. B.
Zhao
, J. F.
Scott
, R. S.
Katiyar
, and G.
Lüpke
, Appl. Phys. Lett.
104
, 132905
(2014
).24.
D.
Barrionuevo
, L.
Zhang
, N.
Ortega
, A.
Sokolov
, A.
Kumar
, P.
Misra
, J. F.
Scott
, and R. S.
Katiyar
, Nanotechnology
25
, 495203
(2014
).25.
D.
Barrionuevo
, N.
Ortega
, A.
Kumar
, R.
Chatterjee
, J. F.
Scott
, and R. S.
Katiyar
, J. Appl. Phys.
114
, 234103
(2013
).26.
A.
Arrott
, Phys. Rev.
108
, 1394
(1957
).27.
N.
Tayebi
, S.
Kim
, R. J.
Chen
, Q.
Tran
, N.
Franklin
, Y.
Nishi
, Q.
Ma
, and V.
Rao
, Nano Lett.
12
, 5455
(2012
).28.
T.
Saitoh
, A. E.
Bocquet
, T.
Mizokawa
, H.
Namatame
, A.
Fujimori
, M.
Abbate
, Y.
Takeda
, and M.
Takano
, Phys. Rev. B
51
, 13942
(1995
).29.
B. W.
Veal
and A. P.
Paulikis
, Phys. Rev. Lett.
51
, 1995
(1983
).30.
H.
Lu
, T. A.
George
, Y.
Wang
, I.
Ketsman
, J. D.
Burton
, C.-W.
Bark
, S.
Ryu
, D. J.
Kim
, J.
Wang
, C.
Binek
, P. A.
Dowben
, A.
Sokolov
, C.-B.
Eom
, E. Y.
Tsymbal
, and A.
Gruverman
, Appl. Phys. Lett.
100
, 232904
(2012
).© 2015 AIP Publishing LLC.
2015
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
