In order to investigate band gap tunability in polar oxides, we measured the optical properties of a series of thin films. The absorption response of the mixed metal solid solutions is approximately a linear combination of the characteristics of the two end members, a result that demonstrates straightforward band gap tunability in this system.
REFERENCES
1.
G. K.
Mor
, H. E.
Prakasam
, O. K.
Varghese
, K.
Shankar
, and C. A.
Grimes
, Nano Lett.
7
, 2356
(2007
).2.
S. R.
Basu
, L. W.
Martin
, Y. H.
Chu
, M.
Gajek
, R.
Ramesh
, R. C.
Rai
, X.
Xu
, and J. L.
Musfeldt
, Appl. Phys. Lett.
92
, 091905
(2008
).3.
T.
Choi
, S.
Lee
, Y. J.
Choi
, V.
Kiryukhin
, and S. -W.
Cheong
, Science
324
, 63
(2009
).4.
S. Y.
Yang
, L. W.
Martin
, S. J.
Byrnes
, T. E.
Conry
, S. R.
Basu
, D.
Paran
, L.
Reichertz
, J.
Ihlefeld
, C.
Adamo
, A.
Melville
, Y. H.
Chu
, C. H.
Yang
, J. L.
Musfeldt
, D. G.
Schlom
, J. W.
Ager
III, and R.
Ramesh
, Appl. Phys. Lett.
95
, 062909
(2009
).5.
J. F.
Ihlefeld
, N. J.
Podraza
, Z. K.
Liu
, R. C.
Rai
, X.
Xu
, T.
Heeg
, Y. B.
Chen
, J.
Li
, R. W.
Collins
, J. L.
Musfeldt
, X. Q.
Pan
, J.
Schubert
, R.
Ramesh
, and D. G.
Schlom
, Appl. Phys. Lett.
92
, 142908
(2008
).6.
A.
Kumar
, R. C.
Rai
, N. J.
Podraza
, S.
Denev
, M.
Ramirez
, Y. -H.
Chu
, L. W.
Martin
, J.
Ihlefeld
, T.
Heeg
, J.
Schubert
, D. G.
Schlomm
, J.
Orenstein
, R.
Ramesh
, R. W.
Collins
, J. L.
Musfeldt
, and V.
Gopalan
, Appl. Phys. Lett.
92
, 121915
(2008
).7.
X. S.
Xu
, T. V.
Brinzari
, S.
Lee
, Y. H.
Chu
, L. W.
Martin
, A.
Kumar
, S.
McGill
, R. C.
Rai
, R.
Ramesh
, V.
Gopalan
, S. -W.
Cheong
, and J. L.
Musfeldt
, Phys. Rev. B
79
, 134425
(2009
).8.
T.
Kimura
, S.
Kawamoto
, I.
Yamada
, M.
Azuma
, M.
Takano
, and Y.
Tokura
, Phys. Rev. B
67
, 180401
(R) (2003
).9.
H.
Chiba
, T.
Atou
, and Y.
Syono
, J. Solid State Chem.
132
, 139
(1997
).10.
N. A.
Hill
and K. M.
Rabe
, Phys. Rev. B
59
, 8759
(1999
).11.
R.
Seshadri
and N. A.
Hill
, Chem. Mater.
13
, 2892
(2001
).12.
P.
Baettig
, R.
Seshadri
, and N. A.
Spaldin
, J. Am. Chem. Soc.
129
, 9854
(2007
).13.
P.
Baettig
, R.
Seshadri
, and N. A.
Spaldin
, private communication.14.
M.
Azuma
, H.
Kanda
, A. A.
Belik
, Y.
Shimakawa
, and M.
Takano
, J. Magn. Magn. Mater.
310
, 1177
(2007
).15.
J. H.
Lee
, X.
Ke
, R.
Misra
, J. F.
Ihlefeld
, X. S.
Xu
, Z. G.
Mei
, T.
Heef
, R.
Roeckerath
, J.
Schubert
, Z. K.
Liu
, J. L.
Musfeldt
, P.
Schiffer
, and D. G.
Schlom
, Appl. Phys. Lett.
(unpublished).16.
J. F.
Ihlefeld
, A.
Kumar
, V.
Gopalan
, D. G.
Schlom
, Y. B.
Chen
, X. Q.
Pan
, T.
Heeg
, J.
Schubert
, X.
Ke
, P.
Schiffer
, J.
Orenstein
, L. W.
Martin
, Y. H.
Chu
, and R.
Ramesh
, Appl. Phys. Lett.
91
, 071922
(2007
).17.
M. A.
Quijada
, J. R.
Simpson
, L.
Vasiliu-Doloc
, J. W.
Lynn
, H. D.
Drew
, Y. M.
Mukovskii
, and S. G.
Karabashev
, Phys. Rev. B
64
, 224426
(2001
).18.
K.
Tobe
, T.
Kimura
, Y.
Okimoto
, and Y.
Tokura
, Phys. Rev. B
64
, 184421
(2001
).19.
M. W.
Kim
, P.
Murugavel
, S.
Parashar
, J. S.
Lee
, and T. W.
Noh
, New J. Phys.
6
, 156
(2004
).20.
N. N.
Kovaleva
, A. V.
Boris
, C.
Bernhard
, A.
Kulakov
, A.
Pimenov
, A. M.
Balbashov
, G.
Khaliullin
, and B.
Keimer
, Phys. Rev. Lett.
93
, 147204
(2004
).21.
The ±0.1 eV error bars on the gap and the background absorption in comes from the small film thickness (and the associated challenges in growing films with thicknesses ). Fortunately, they do not obscure the most important physics.
22.
Traditional models for band gap determination were developed for semiconductors, which have simple and precise band shapes that may not be exactly followed in a material with complex band structure.
23.
L.
Bi
, A. R.
Taussig
, H. S.
Kim
, L.
Wang
, G. F.
Dionne
, D.
Bono
, K.
Persson
, G.
Ceder
, and C. A.
Ross
, Phys. Rev. B
78
, 104106
(2008
).24.
D.
Kothari
, V. R.
Reddy
, A.
Gupta
, D. M.
Phase
, N.
Lakshmi
, S. K.
Deshpande
, and A. M.
Awasthi
, J. Phys.: Condens. Matter
19
, 136202
(2007
).25.
S. E.
Stokowski
, D. D.
Sell
, and H. J.
Guggenheim
, Phys. Rev. B
4
, 3141
(1971
).© 2010 American Institute of Physics.
2010
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
