Quantum wells are created from ultrathin single-crystalline EuO layers to study the evolution of the optical band gap down to the single nanometer regime. We find that the EuO band gap is indirect—independent of quantum well thickness—and increases from 1.19 eV for bulk-like (d = 32 nm) to ≈1.4 eV in the ultrathin films (d = 1.1 nm). The observed band-gap widening is a clear sign of a quantum confinement effect, which can be used to control and modify the band gap in EuO-based all-oxide heterostructures.

1.
G.
Koster
,
M.
Huijben
, and
G.
Rijnders
,
Epitaxial Growth of Complex Metal Oxides
(
Elsevier
,
2015
).
2.
J.
Chakhalian
,
J. W.
Freeland
,
A. J.
Millis
,
C.
Panagopoulos
, and
J. M.
Rondinelli
,
Rev. Mod. Phys.
86
,
1189
1202
(
2014
).
3.
M.
Hoppe
,
S.
Döring
,
M.
Gorgoi
,
S.
Cramm
, and
M.
Müller
,
Phys. Rev. B
91
,
054418
(
2015
).
4.
S.
Stemmer
and
A. J.
Millis
,
MRS Bull.
38
,
1032
1039
(
2013
).
5.
M.
Oestreich
,
J.
Hübner
,
D.
Hägele
,
M.
Bender
,
N.
Gerhardt
,
M.
Hofmann
,
W. W.
Rühle
,
H.
Kalt
,
T.
Hartmann
,
P.
Klar
,
W.
Heimbrodt
, and
W.
Stolz
, “
Spintronics: Spin electronics and optoelectronics in semiconductors
,” in
Advances in Solid State Physics
(
Springer
,
Berlin, Heidelberg
,
2001
), pp.
173
186
.
6.
A.
Mauger
and
C.
Godart
,
Phys. Rep.
141
,
51
176
(
1986
).
7.
M.
Matsubara
,
A.
Schmehl
,
J.
Mannhart
,
D. G.
Schlom
, and
M.
Fiebig
,
Phys. Rev. B
86
,
195127
(
2012
).
8.
M.
Müller
,
G.-X.
Miao
, and
J. S.
Moodera
,
J. Appl. Phys.
105
,
07C917
(
2009
).
9.
M.
Müller
,
G.-X.
Miao
, and
J. S.
Moodera
,
EPL
88
,
47006
(
2009
).
10.
G.-X.
Miao
,
M.
Müller
, and
J. S.
Moodera
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
076601
(
2009
).
11.
G.
Güntherodt
,
P.
Wachter
, and
D. M.
Imboden
,
Phys. Kondens. Mater.
12
,
292
310
(
1971
).
12.
C.
Caspers
,
A.
Gloskovskij
,
W.
Drube
,
C. M.
Schneider
, and
M.
Müller
,
Phys. Rev. B
88
,
245302
(
2013
).
13.
T.
Gerber
,
P.
Lömker
,
B.
Zijlstra
,
C.
Besson
,
D. N.
Mueller
,
W.
Zander
,
J.
Schubert
,
M.
Gorgoi
, and
M.
Müller
,
J. Mater. Chem. C
4
,
1813
1820
(
2016
).
14.
C.
Caspers
,
A.
Gloskovskii
,
W.
Drube
,
C. M.
Schneider
, and
M.
Müller
,
J. Appl. Phys.
115
,
17C111
(
2014
).
15.
R.
Sutarto
,
S. G.
Altendorf
,
B.
Coloru
,
M.
Moretti Sala
,
T.
Haupricht
,
C. F.
Chang
,
Z.
Hu
,
C.
Schüßler-Langeheine
,
N.
Hollmann
,
H.
Kierspel
,
H. H.
Hsieh
,
H.-J.
Lin
,
C. T.
Chen
, and
L. H.
Tjeng
,
Phys. Rev. B
79
,
205318
(
2009
).
16.
P.
Poulopoulos
,
B.
Lewitz
,
A.
Straub
,
S. D.
Pappas
,
S. A.
Droulias
,
S.
Baskoutas
, and
P.
Fumagalli
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
211910
(
2012
).
17.
J. M.
An
,
S. V.
Barabash
,
V.
Ozolins
,
M.
van Schilfgaarde
, and
K. D.
Belashchenko
,
Phys. Rev. B
83
,
064105
(
2011
).
18.
P.
Liu
,
J.
Tang
,
J. A. C.
Santana
,
K. D.
Belashchenko
, and
P. A.
Dowben
,
J. Appl. Phys.
109
,
07C311
(
2011
).
19.
P. V.
Lukashev
,
A. L.
Wysocki
,
J. P.
Velev
,
M.
van Schilfgaarde
,
S. S.
Jaswal
,
K. D.
Belashchenko
, and
E. Y.
Tsymbal
,
Phys. Rev. B
85
,
224414
(
2012
).
20.
J. A.
Colón Santana
,
J. M.
An
,
N.
Wu
,
K. D.
Belashchenko
,
X.
Wang
,
P.
Liu
,
J.
Tang
,
Y.
Losovyj
,
I. N.
Yakovkin
, and
P. A.
Dowben
,
Phys. Rev. B
85
,
014406
(
2012
).
21.
V. M.
Huxter
,
T.
Mirkovic
,
P. S.
Nair
, and
G. D.
Scholes
,
Adv. Mater.
20
,
2439
2443
(
2008
).
22.
P. M.
Yu
and
M.
Cardona
,
Fundamentals of Semiconductors
(
Springer
,
2001
).
23.
G. G.
Macfarlane
and
V.
Roberts
,
Phys. Rev.
97
,
1714
1716
(
1955
).
24.
U.
Ekenberg
,
Phys. Rev. B
40
,
7714
7726
(
1989
).
25.
C.
Wetzel
,
R.
Winkler
,
M.
Drechsler
,
B. K.
Meyer
,
U.
Rössler
,
J.
Scriba
,
J. P.
Kotthaus
,
V.
Härle
, and
F.
Scholz
,
Phys. Rev. B
53
,
1038
1041
(
1996
).
26.
S. J.
Cho
,
Phys. Rev. B
1
,
4589
4603
(
1970
).
27.
J.
Klinkhammer
,
M.
Schlipf
,
F.
Craes
,
S.
Runte
,
T.
Michely
, and
C.
Busse
,
Phys. Rev. Lett.
112
,
016803
(
2014
).
28.
R.
Schiller
and
W.
Nolting
,
Phys. Rev. Lett.
86
,
3847
3850
(
2001
).
29.
H.
Miyazaki
,
T.
Ito
,
H.
Im
,
S.
Yagi
,
M.
Kato
,
K.
Soda
, and
S.
Kimura
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
227203
(
2009
).
You do not currently have access to this content.