We investigate the magnetic properties of La2/3Sr1/3MnO3 (LSMO) membranes released from an SrTiO3 (STO) substrate by selectively etching an Sr4Al2O7 sacrificial buffer layer. The magnetic moment and Curie temperatures (TC) of the released LSMO membranes improve significantly over their substrate-bound counterparts. We attribute these enhancements to suppressing strain and oxygen octahedral rotations that are present in substrate-bound films. Moreover, comparing the magnetic hysteresis loops obtained with magnetic fields applied along several crystallographic orientations demonstrates enhanced (weakened) perpendicular (in-plane) magnetic anisotropy in the released LSMO membranes. Our results contribute to potential applications of released LSMO membranes toward flexible spintronics devices, where high spin polarization and TC are desired.

1.
H. Y.
Hwang
,
Y.
Iwasa
,
M.
Kawasaki
,
B.
Keimer
,
N.
Nagaosa
, and
Y.
Tokura
,
Nat. Mater.
11
(
2
),
103
(
2012
).
2.
A. D.
Caviglia
,
S.
Gariglio
,
N.
Reyren
,
D.
Jaccard
,
T.
Schneider
,
M.
Gabay
,
S.
Thiel
,
G.
Hammerl
,
J.
Mannhart
, and
J. M.
Triscone
,
Nature
456
(
7222
),
624
(
2008
).
3.
K. A.
Müller
and
H.
Burkard
,
Phys. Rev. B
19
(
7
),
3593
(
1979
).
4.
J.
Wang
,
J. B.
Neaton
,
H.
Zheng
,
V.
Nagarajan
,
S. B.
Ogale
,
B.
Liu
,
D.
Viehland
,
V.
Vaithyanathan
,
D. G.
Schlom
,
U. V.
Waghmare
,
N. A.
Spaldin
,
K. M.
Rabe
,
M.
Wuttig
, and
R.
Ramesh
,
Science
299
(
5613
),
1719
(
2003
).
5.
S.
Kaneta-Takada
,
M.
Kitamura
,
S.
Arai
,
T.
Arai
,
R.
Okano
,
L. D.
Anh
,
T.
Endo
,
K.
Horiba
,
H.
Kumigashira
,
M.
Kobayashi
,
M.
Seki
,
H.
Tabata
,
M.
Tanaka
, and
S.
Ohya
,
Nat. Commun.
13
(
1
),
5631
(
2022
).
6.
P.
Noël
,
F.
Trier
,
L. M. V.
Arche
,
J.
Bréhin
,
D. C.
Vaz
,
V.
Garcia
,
S.
Fusil
,
A.
Barthélémy
,
L.
Vila
,
M.
Bibes
, and
J. P.
Attané
,
Nature
580
(
7804
),
483
486
(
2020
).
7.
A.
Urushibara
,
Y.
Moritomo
,
T.
Arima
,
A.
Asamitsu
,
G.
Kido
, and
Y.
Tokura
,
Phys. Rev. B
51
(
20
),
14103
(
1995
).
8.
J.-H.
Park
,
E.
Vescovo
,
H.-J.
Kim
,
C.
Kwon
,
R.
Ramesh
, and
T.
Venkatesan
,
Nature
392
,
794
796
(
1988
).
9.
A. P.
Ramirez
,
J. Phys.
9
(
39
),
8171
(
1997
).
10.
M.
Bowen
,
M.
Bibes
,
A.
Barthélémy
,
J.-P.
Contour
,
A.
Anane
,
Y.
Lemaître
, and
A.
Fert
,
Appl. Phys. Lett.
82
(
2
),
233
235
(
2003
).
11.
R.
Werner
,
A. Y.
Petrov
,
L. A.
Miño
,
R.
Kleiner
,
D.
Koelle
, and
B. A.
Davidson
,
Appl. Phys. Lett.
98
(
16
),
162505
(
2011
).
12.
T.
Endo
,
S.
Tsuruoka
,
Y.
Tadano
,
S.
Kaneta-Takada
,
Y.
Seki
,
M.
Kobayashi
,
L. D.
Anh
,
M.
Seki
,
H.
Tabata
,
M.
Tanaka
, and
S.
Ohya
,
Adv. Mater.
35
(
28
),
2300110
(
2023
).
13.
Z.
Liao
,
N.
Gauquelin
,
R. J.
Green
,
S.
Macke
,
J.
Gonnissen
,
S.
Thomas
,
Z.
Zhong
,
L.
Li
,
L.
Si
,
S. V.
Aert
,
P.
Hansmann
,
K.
Held
,
J.
Xia
,
J.
Verbeeck
,
G. V.
Tendeloo
,
G. A.
Sawatzky
,
G.
Koster
,
M.
Huijben
, and
G.
Rijnders
,
Adv. Funct. Mater.
27
(
17
),
1606717
(
2017
).
14.
X.
Li
,
I.
Lindfors-Vrejoiu
,
M.
Ziese
,
A.
Gloter
, and
P. A.
van Aken
,
Sci. Rep.
7
,
40068
(
2017
).
15.
A.
Tebano
,
C.
Aruta
,
P. G.
Medaglia
,
F.
Tozzi
,
G.
Balestrino
,
A. A.
Sidorenko
,
G.
Allodi
,
R.
De Renzi
,
G.
Ghiringhelli
,
C.
Dallera
,
L.
Braicovich
, and
N. B.
Brookes
,
Phys. Rev. B
74
(
24
),
245116
(
2006
).
16.
Y.
Konishi
,
Z.
Fang
,
M.
Izumi
,
T.
Manako
,
M.
Kasai
,
H.
Kuwahara
,
M.
Kawasaki
,
K.
Terakura
, and
Y.
Tokura
,
J. Phys. Soc. Jpn.
68
(
12
),
3790
(
1999
).
17.
Z.
Fang
,
I. V.
Solovyev
, and
K.
Terakura
,
Phys. Rev. Lett.
84
(
14
),
3169
(
2000
).
18.
T.
Matou
,
K.
Takeshima
,
L. D.
Anh
,
M.
Seki
,
H.
Tabata
,
M.
Tanaka
, and
S.
Ohya
,
Appl. Phys. Lett.
110
(
21
),
212406
(
2017
).
19.
Z.
Liao
,
F.
Li
,
P.
Gao
,
L.
Li
,
J.
Guo
,
X.
Pan
,
R.
Jin
,
E. W.
Plummer
, and
J.
Zhang
,
Phys. Rev. B
92
(
12
),
125123
(
2015
).
20.
D.
Lu
,
D. J.
Baek
,
S. S.
Hong
,
L. F.
Kourkoutis
,
Y.
Hikita
, and
H. Y.
Hwang
,
Nat. Mater.
15
(
12
),
1255
1260
(
2016
).
21.
J. A.
Alonso
,
I.
Rasines
, and
J. L.
Soubeyroux
,
Inorg. Chem.
29
(
23
),
4768
4771
(
1990
).
22.
B. C.
Chakoumakos
,
G. A.
Lager
, and
J. A.
Fernandez-Baca
,
Acta Crystallogr., Sect. C
48
(
23
),
414
419
(
1992
).
23.
S. S.
Hong
,
M.
Gu
,
M.
Verma
,
V.
Harbola
,
B. Y.
Wang
,
D.
Lu
,
A.
Vailionis
,
Y.
Hikita
,
R.
Pentcheva
,
J. M.
Rondinelli
, and
H. Y.
Hwang
,
Science
368
(
6486
),
71
76
(
2020
).
24.
H. Y.
Sun
,
C. C.
Zhang
,
J. M.
Song
,
J. H.
Gu
,
T. W.
Zhang
,
Y. P.
Zang
,
Y. F.
Li
,
Z. B.
Gu
,
P.
Wang
, and
Y. F.
Nie
,
Thin Solid Films
697
,
137815
(
2020
).
25.
L.
Nian
,
H.
Sun
,
Z.
Wang
,
D.
Xu
,
H.
Bo
,
S.
Yan
,
Y.
Li
,
J.
Zhou
,
Y.
Deng
,
Y.
Hao
, and
Y.
Nie
, (
2023
).
26.
J.
Zhang
,
T.
Lin
,
L.
Si
,
A.
Wang
,
Q.
He
,
H.
Ye
,
J.
Lu
,
Q.
Wang
,
Z.
Liang
,
F.
Jin
,
S.
Chen
,
M.
Fan
,
E.-J.
Guo
,
Q.
Zhang
,
L.
Gu
,
Z.
Luo
,
W.
Wu
, and
L.
Wang
, (
2023
).
27.
K.
Momma
and
F.
Izumi
,
J. Appl. Crystallogr.
44
,
1272
1276
(
2011
).
28.
Z.
Lu
,
J.
Liu
,
J.
Feng
,
X.
Zheng
,
L.
Yang
,
C.
Ge
,
K.
Jin
,
Z.
Wang
, and
R.
Li
,
APL Mater.
8
(
5
),
051105
(
2020
).
29.
Z.
Liao
and
J.
Zhang
,
Appl. Sci.
9
(
1
),
144
(
2019
).
30.
Y.
Chen
,
X.
Yuan
,
S.
Shan
,
C.
Zhang
,
R.
Liu
,
X.
Zhang
,
W.
Zhuang
,
Y.
Chen
,
Y.
Xu
,
R.
Zhang
, and
X.
Wang
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
14
(
34
),
39673
39678
(
2022
).
31.
Y.
Fang
,
W.
Sun
,
L.
Han
,
Z.
Li
,
H.
Sun
,
H.
Yuan
,
Z.
Gu
, and
Y.
Nie
,
J. Vac. Sci. Technol. A
40
,
013413
(
2022
).
32.
M.
Kawasaki
,
K.
Takahashi
,
T.
Maeda
,
R.
Tsuchiya
,
M.
Shinohara
,
O.
Ishiyama
,
T.
Yonezawa
,
M.
Yoshimoto
, and
H.
Koinuma
,
Science
266
(
5190
),
1540
1542
(
1994
).
33.
T. T.
Zhang
,
C. Y.
Gu
,
Z. W.
Mao
,
X. F.
Chen
,
Z. B.
Gu
,
P.
Wang
,
Y. F.
Nie
, and
X. Q.
Pan
,
Appl. Phys. Lett.
115
(
7
),
261604
(
2019
).
34.
A.
Kalabukhov
,
R.
Gunnarsson
,
J.
Börjesson
,
E.
Olsson
,
T.
Claeson
, and
D.
Winkler
,
Phys. Rev. B
75
(
12
),
121404(R)
(
2007
).
35.
M.
Onodera
,
Y.
Wakafuji
,
T.
Hashimoto
,
S.
Masubuchi
,
R.
Moriya
,
Y.
Zhang
,
K.
Watanabe
,
T.
Taniguchi
, and
T.
Machida
,
Sci. Rep.
12
(
1
),
21963
(
2022
).
36.
D.
Ji
,
S.
Cai
,
T. R.
Paudel
,
H.
Sun
,
C.
Zhang
,
L.
Han
,
Y.
Wei
,
Y.
Zang
,
M.
Gu
,
Y.
Zhang
,
W.
Gao
,
H.
Huyan
,
W.
Guo
,
D.
Wu
,
Z.
Gu
,
E. Y.
Tsymbal
,
P.
Wang
,
Y.
Nie
, and
X.
Pan
,
Nature
570
,
87
90
(
2019
).
37.
D. J.
Baek
,
D.
Lu
,
Y.
Hikita
,
H. Y.
Hwang
, and
L. F.
Kourkoutis
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
9
(
1
),
54
59
(
2017
).
38.
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
(
9
),
094413
(
2008
).
39.
Z.
Liao
,
M.
Huijben
,
Z.
Zhong
,
N.
Gauquelin
,
S.
Macke
,
R. J.
Green
,
S.
Van Aert
,
J.
Verbeeck
,
G. V.
Tendeloo
,
K.
Held
,
G. A.
Sawatzky
,
G.
Koster
, and
G.
Rijnders
,
Nat. Mater.
15
(
4
),
425
431
(
2016
).
40.
M.
Imada
,
A.
Fujimori
, and
Y.
Tokura
,
Rev. Mod. Phys.
70
(
4
),
1039
(
1998
).
41.
M.
Kobayashi
,
L. D.
Anh
,
M.
Suzuki
,
S.
Kaneta-Takada
,
Y.
Takeda
,
S.
Fujimori
,
G.
Shibata
,
A.
Tanaka
,
M.
Tanaka
,
S.
Ohya
, and
A.
Fujimori
,
Phys. Rev. Appl.
15
(
6
),
064019
(
2021
).
42.
F.
Tsui
,
M. C.
Smoak
,
T. K.
Nath
, and
C. B.
Eom
,
Appl. Phys. Lett.
76
(
17
),
2421
2423
(
2000
).
43.
D.
Yi
,
C. L.
Flint
,
P. P.
Balakrishnan
,
K.
Mahalingam
,
B.
Urwin
,
A.
Vailionis
,
A. T.
N'Diaye
,
P.
Shafer
,
E.
Arenholz
,
Y.
Choi
,
K. H.
Stone
,
J.-H.
Chu
,
B. M.
Howe
,
J.
Liu
,
I. R.
Fisher
, and
Y.
Suzuki
,
Phys. Rev. Lett.
119
(
7
),
077201
(
2017
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.