In this work, epitaxial La1–xSrxMnO3 (LSMO) films were fabricated on SrTiO3 substrates at temperatures (Ts) ranging from 550 to 750 °C by RF magnetron sputtering. Significant Ts-dependent structural, magnetic, and magnetotransport properties were observed. The LSMO (Ts = 750 °C) film exhibits the colossal magnetoresistance (CMR) of −47% under the magnetic field (H) of 5 T. In contrast, the LSMO (Ts = 650 °C) film demonstrates a huge magnetoresistance (MR) of −98% (H = 5 T) around the metal-insulator transition temperature and –59% at 5 K. The spin-glass-like behaviors indicate that the defects, particularly the oxygen vacancies, in the epitaxial LSMO (Ts = 650 °C) films destroy the double exchange. The huge MR is related to the defect modulated magnetic structures and spin-dependent magnetotransport properties. Our work helps to understand the physical mechanism of the CMR and provides a way for tuning the magnetotransport properties of the perovskite films.
References
1.
Z.
Trajanovic
, C.
Kwon
, M. C.
Robson
, K. C.
Kim
, M.
Rajeswari
, R.
Ramesh
, T.
Venkatesan
, S. E.
Lofland
, S. M.
Bhagat
, and D.
Fork
, Appl. Phys. Lett.
69
, 1005
(1996
).2.
J.-H.
Park
, E.
Vescovo
, H.-J.
Kim
, C.
Kwon
, R.
Ramesh
, and T.
Venkatesan
, Phys. Rev. Lett.
81
, 1953
(1998
).3.
G.
Panchal
, D. M.
Phase
, R. V.
Raghavendra
, and R. J.
Choudhary
, Phys. Rev. B
98
, 045417
(2018
).4.
A.
Urushibara
, Y.
Moritomo
, T.
Arima
, A.
Asamitsu
, G.
Kido
, and Y.
Tokura
, Phys. Rev. B
51
, 14103
(1995
).5.
Y.
Tokura
and Y.
Tomioka
, J. Magn. Magn. Mater.
200
, 1
(1999
).6.
C. A. F.
Vaz
, J. A.
Moyer
, D. A.
Arena
, C. H.
Ahn
, and V. E.
Henrich
, Phys. Rev. B
90
, 024414
(2014
).7.
H.
Guo
, J.
Wang
, X.
He
, Z.
Yang
, Q.
Zhang
, K.
Jin
, C.
Ge
, R.
Zhao
, L.
Gu
, Y.
Feng
, W.
Zhou
, X.
Li
, Q.
Wan
, M.
He
, C.
Hong
, Z.
Guo
, C.
Wang
, H.
Lu
, K.
Ibrahim
, S.
Meng
, H.
Yang
, and G.
Yang
, Adv. Mater. Interfaces
3
, 1500753
(2016
).8.
D.
Rasic
, R.
Sachan
, N. K.
Temizer
, J.
Prater
, and J.
Narayan
, ACS Appl. Mater. Interfaces
10
, 21001
(2018
).9.
L.
Maritato
, C.
Adamo
, C.
Barone
, G. M.
De Luca
, A.
Galdi
, P.
Orgiani
, and A. Yu.
Petrov
, Phys. Rev. B
73
, 094456
(2006
).10.
S.
Jin
, T. H.
Tiefel
, M.
McCormack
, R. A.
Fastnacht
, R.
Ramesh
, and L. H.
Chen
, Science
264
, 413
(1994
).11.
R.
von Helmolt
, J.
Wecker
, B.
Holzapfel
, L.
Schultz
, and K.
Samwer
, Phys. Rev. Lett.
71
, 2331
(1993
).12.
K.
Chahara
, T.
Ohno
, M.
Kasai
, Y.
Kozono
, M.
Kasai
, and Y.
Kozono
, Appl. Phys. Lett.
63
, 1990
(1993
).13.
H.
Röder
, J.
Zang
, and A.
Bishop
, Phys. Rev. Lett.
76
, 1356
(1996
).14.
A.
Millis
, B.
Shraiman
, and R.
Mueller
, Phys. Rev. Lett.
77
, 175
(1996
).15.
L.
Yin
, C. B.
Wang
, Q.
Shen
, and L. M.
Zhang
, RSC Adv.
6
, 96093
(2016
).16.
L.
Yin
, C. B.
Wang
, L.
Li
, Q.
Shen
, and L. M.
Zhang
, J. Alloys Compd.
730
, 327
(2018
).17.
M.
Bowen
, M.
Bibes
, A.
Barthélémy
, J.-P.
Contour
, A.
Anane
, Y.
Lemaître
, and A.
Fert
, Appl. Phys. Lett.
82
, 233
(2003
).18.
S.
Punugupati
, R.
Kumar
, S.
Nori
, F.
Hunte
, and J.
Narayan
, Acta Mater.
106
, 40
(2016
).19.
A.
Gupta
, G. Q.
Gong
, G.
Xiao
, P. R.
Duncombe
, P.
Lecoeur
, P.
Trouilloud
, Y. Y.
Wang
, V. P.
Dravid
, and J. Z.
Sun
, Phys. Rev. B
54
, R15629
(1996
).20.
A.
Chen
, Z.
Bi
, C.-F.
Tsai
, J.
Lee
, Q.
Su
, X.
Zhang
, Q.
Jia
, J. L.
MacManus-Driscoll
, and H.
Wang
, Adv. Funct. Mater.
21
, 2423
(2011
).21.
X. K.
Ning
, Z. J.
Wang
, and Z. D.
Zhang
, Adv. Funct. Mater.
24
, 5393
(2014
).22.
S.
Majumdar
, H.
Huhtinen
, H. S.
Majumdar
, and P.
Paturi
, J. Alloys Compd.
512
, 332
(2012
).23.
P.
Orgiani
, A. Yu.
Petrov
, R.
Ciancio
, A.
Galdi
, L.
Maritato
, and B. A.
Davidson
, Appl. Phys. Lett.
100
, 042404
(2012
).24.
C.
Wang
, K.-J.
Jin
, L.
Gu
, H.-B.
Lu
, S.-M.
Li
, W.-J.
Zhou
, R.-Q.
Zhao
, H.-Z.
Guo
, M.
He
, and G.-Z.
Yang
, Appl. Phys. Lett.
104
, 162405
(2014
).25.
C.
Wang
, K.
Jin
, L.
Gu
, H.
Lu
, S.
Li
, W.
Zhou
, R.
Zhao
, H.
Guo
, M.
He
, and G.
Yang
, Appl. Phys. Lett.
102
, 252401
(2013
).26.
J. Z.
Sun
, D. W.
Abraham
, R. A.
Rao
, and C. B.
Eom
, Appl. Phys. Lett.
74
, 3017
(1999
).27.
W.
Niu
, M.
Gao
, X.
Wang
, F.
Song
, J.
Du
, X.
Wang
, Y.
Xu
, and R.
Zhang
, Sci. Rep.
6
, 26081
(2016
).28.
T.
Walter
, K.
Dörr
, K.-H.
Müller
, B.
Holzapfel
, D.
Eckert
, M.
Wolf
, D.
Schläfer
, L.
Schultz
, and R.
Grötzschel
, Appl. Phys. Lett.
74
, 2218
(1999
).29.
Y. J.
Wu
, X. K.
Ning
, Z. J.
Wang
, Q.
Wang
, and Z. D.
Zhang
, J. Alloy. Compd.
667
, 317
(2016
).30.
K.
Wang
, M. H.
Tang
, Y.
Xiong
, G.
Li
, Y. G.
Xiao
, W. L.
Zhang
, Z. P.
Wang
, Z.
Li
, and J.
He
, RSC Adv.
7
, 31327
(2017
).31.
S.
Maity
, A.
Dhar
, S. K.
Ray
, and D.
Bhattacharya
, J. Phys. Chem. Solids
72
, 804
(2011
).32.
C.
Adamo
, X.
Ke
, H. Q.
Wang
, H. L.
Xin
, T.
Heeg
, M. E.
Hawley
, W.
Zander
, J.
Schubert
, P.
Schiffer
, D. A.
Muller
, L.
Maritato
, and D. G.
Schlom
, Appl. Phys. Lett.
95
, 112504
(2009
).33.
M.
Huijben
, L. W.
Martin
, Y.-H.
Chu
, M. B.
Holcomb
, P.
Yu
, G.
Rijnders
, D. H. A.
Blank
, and R.
Ramesh
, Phys. Rev. B
78
, 094413
(2008
).34.
K.
Senapati
and R. C.
Budhani
, Phys. Rev. B
71
, 224507
(2005
).35.
X. H.
Huang
, J. F.
Ding
, G. Q.
Zhang
, Y.
Hou
, Y. P.
Yao
, and X. G.
Li
, Phys. Rev. B
78
, 224408
(2008
).36.
S.
Mukherjee
, R.
Ranganathan
, P. S.
Anilkumar
, and P. A.
Joy
, Phys. Rev. B
54
, 9267
(1996
).37.
J. F.
Ding
, O. I.
Lebedev
, S.
Turner
, Y. F.
Tian
, W. J.
Hu
, J. W.
Seo
, C.
Panagopoulos
, W.
Prellier
, G.
Van Tendeloo
, and T.
Wu
, Phys. Rev. B
87
, 054428
(2013
).38.
D.
Schumacher
, A.
Steffen
, J.
Voigt
, J.
Schubert
, Th.
Brückel
, H.
Ambaye
, and V.
Lauter
, Phys. Rev. B
88
, 144427
(2013
).39.
J.
Hemberger
, A.
Krimmel
, T.
Kurz
, H.-A.
Krug von Nidda
, V. Yu.
Ivanov
, A. A.
Mukhin
, A. M.
Balbashov
, and A.
Loidl
, Phys. Rev. B
66
, 094410
(2002
).40.
S.
Mitani
, H.
Fujimori
, and S.
Ohnuma
, J. Magn. Magn. Mater.
165
, 141
(1997
).41.
H. Y.
Hwang
, S.-W.
Cheong
, N. P.
Ong
, and B.
Batlogg
, Phys. Rev. Lett.
77
, 2041
(1996
).© 2019 Author(s).
2019
Author(s)
You do not currently have access to this content.
