The optical properties of LaNiO3 thin films are investigated over a wide energy and temperature range. Thin films of varying thickness were grown by pulsed laser deposition on LaAlO3 and SrTiO3 substrates. The optical conductivity data of the films reveal a number of interband transitions above 1 eV, which are in good agreement with band structure calculations. No well defined Drude peak is observed; however, in stark contrast with local-density approximation theory predicting a finite density of states at the Fermi energy. This experimental finding of a vanishing Drude spectral weight, compared to a finite electron kinetic energy obtained from band structure calculations, highlights the importance of strong electronic correlations in LaNiO3.
REFERENCES
1.
J. B.
Goodenough
, Rep. Prog. Phys.
67
, 1915
(2004
). 2.
T.
Venkatesan
, X. D.
Wu
, A.
Inam
, and J. B.
Wachtman
, Appl. Phys. Lett.
52
, 1193
(1988
). 3.
J. W.
Reiner
, F. J.
Walker
, and C. H.
Ahn
, Science
323
, 1018
(2009
). 4.
K. S.
Takahashi
, M.
Gabay
, D.
Jaccard
, K.
Shibuya
, T.
Ohnishi
, M.
Lippmaa
, and J. M.
Triscone
, Nature
441
, 195
(2006
). 5.
A.
Ohtomo
and H. Y.
Hwang
, Nature
427
, 423
(2004
). 6.
Y.
Tokura
, Phys. Today
56
(7
), 50
(2003
). 7.
J.
Chaloupka
and G.
Khaliullin
, Phys. Rev. Lett.
100
, 016404
(2008
). 8.
P.
Hansmann
, X. P.
Yang
, A.
Toschi
, G.
Khaliullin
, O. K.
Andersen
, and K.
Held
, Phys. Rev. Lett.
103
, 016401
(2009
). 9.
J. L.
Garcia-Munoz
, J.
Rodriguez-Carvajal
, P.
Lacorre
, and J. B.
Torrance
, Phys. Rev. B
46
, 4414
(1992
). 10.
K.
Sreedhar
, J. M.
Honig
, M.
Darwin
, M.
McElfresh
, P. M.
Shand
, J.
Xu
, B. C.
Crooker
, and J.
Spalek
, Phys. Rev. B
46
, 6382
(1992
). 11.
R. D.
Sanchez
, M. T.
Causa
, A.
Caneiro
, A.
Butera
, M.
Vallet-Regi
, M. J.
Sayagues
, J.
Gonzalez-Calbet
, F.
Garcia-Sanz
, and J.
Rivas
, Phys. Rev. B
54
, 16574
(1996
). 12.
K.
Horiba
, R.
Eguchi
, M.
Taguchi
, A.
Chainani
, A.
Kikkawa
, Y.
Senba
, H.
Ohashi
, and S.
Shin
, Phys. Rev. B
76
, 155104
(2007
). 13.
A. R.
Kaul
, O.
Yu Gorbenko
, and A. A.
Kamenev
, Russ. Chem. Rev.
73
, 861
(2004
). 14.
B.
Berini
, N.
Keller
, Y.
Dumont
, E.
Popova
, W.
Noun
, M.
Guyot
, J.
Vigneron
, A.
Etcheberry
, N.
Franco
, and R. M. C.
da Silva
, Phys. Rev. B
76
, 205417
(2007
). 15.
C. C.
Homes
, M.
Reedyk
, D. A.
Cradles
, and T.
Timusk
, Appl. Opt.
32
, 2976
(1993
). 16.
K. S.
Burch
, J.
Stephens
, R. K.
Kawakami
, D. D.
Awschalom
, and D. N.
Basov
, Phys. Rev. B
70
, 205208
(2004
). 17.
A. B.
Kuzmenko
, Rev. Sci. Inst.
76
, 083108
(2005
). 18.
P.
Blaha
, K.
Schwartz
, G. K. H.
Madsen
, D.
Kvasnicka
, and J.
Luitz
, An Augmented Plane Wave + Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties
(Karlheinz Schwarz, Techn. Universitat
, Wien
, 2001
).19.
Y.
Kumar
, R. J.
Choudhary
, A. P.
Singh
, G.
Anjum
, and R.
Kumar
, J. Appl. Phys.
108
, 083706
(2010
). 20.
K. P.
Rajeev
, G. V.
Shivashankar
, and A. K.
Raychaudhuri
, Solid State Commun.
79
, 591
(1991
). 21.
K.
Tsubouchi
, I.
Ohkubo
, H.
Kumigashira
, Y.
Matsumoto
, T.
Ohnishi
, M.
Lippmaa
, H.
Koinuma
, and M.
Oshima
, Appl. Phys. Lett.
92
, 262109
(2008
). 22.
J.
Son
, P.
Moetakef
, J. M.
LeBeau
, D.
Ouellette
, L.
Balents
, S. J.
Allen
, and S.
Stemmer
, Appl. Phys. Lett.
96
, 062114
(2010
). 23.
Y.
Ando
, G. S.
Boebinger
, A.
Passner
, T.
Kimura
, and K.
Kishio
, Phys. Rev. Lett.
75
, 4662
(1995
). 24.
Y.
Ando
, G. S.
Boebinger
, A.
Passner
, N. L.
Wang
, C.
Geibel
, and F.
Steglich
, Phys. Rev. Lett.
77
, 2065
(1996
). 25.
G.
Herranz
, B.
Martinez
, J.
Fontcuberta
, F.
Sanchez
, C.
Ferrater
, M. V.
Garcia-Cuenca
, and M.
Varela
, Phys. Rev. B
67
, 174423
(2003
). 26.
T.
Arima
, Y.
Tokura
, and J. B.
Torrance
, Phys. Rev. B
48
, 17006
(1993
). 27.
T. H.
Arima
and Y.
Tokura
, J. Phys. Soc. Jpn.
64
, 2488
(1995
). 28.
D. D.
Sarma
, N.
Shanthi
, and P.
Mahadevan
, J. Phys. Cond. Matt.
6
, 10467
(1994
). 29.
I.
Solovyev
, N.
Hamada
, and K.
Terakura
, Phys. Rev. B
53
, 7158
(1996
). 30.
Y.
Nohara
, S.
Yamamoto
, and T.
Fujiwara
, Phys. Rev. B
79
, 195110
(2009
). 31.
D. N.
Basov
, R. D.
Averitt
, D.
van der Marel
, M.
Dressel
, and K.
Haule
, Rev. Mod. Phys
, accepted.32.
D. N.
Basov
, A. V.
Puchkov
, R. A.
Hughes
, T.
Strach
, J.
Preston
, T.
Timusk
, D. A.
Bonn
, R.
Liang
, and W. N.
Hardy
, Phys. Rev. B
49
, 12165
(1994
). 33.
D. N.
Basov
, B.
Dabrowski
, and T.
Timusk
, Phys. Rev. Lett.
81
, 2132
(1998
). 34.
H. G.
Reik
and D.
Heese
, J. Phys. Chem. Solids
28
, 581
(1967
). 35.
D.
Emin
, Phys. Rev. B
48
, 13691
(1993
). 36.
A. J.
Millis
, A.
Zimmers
, R. P. S. M.
Lobo
, N.
Bontemps
, and C. C.
Homes
, Phys. Rev. B
72
, 224517
(2005
). 37.
A. J.
Millis
, in Strong Interactions in Low Dimensions
, edited by D.
Baeriswyl
and L.
Degiorgi
(Kluwer Academic
, Dordrecht
, 2004
).38.
M. M.
Qazilbash
, J. J.
Hamlin
, R. E.
Baumbach
, L. J.
Zhang
, D. J.
Singh
, M. B.
Maple
, and D. N.
Basov
, Nat. Phys.
5
, 647
(2009
). 39.
D. G.
Ouellette
, S. B.
Lee
, J.
Son
, S.
Stemmer
, L.
Balents
, A. J.
Millis
, and S. J.
Allen
, Phys. Rev. B
82
, 165112
(2010
). 40.
T.
Katsufuji
, Y.
Okimoto
, T.
Arima
, Y.
Tokura
, and J. B.
Torrance
, Phys. Rev. B
51
, 4830
(1995
). 41.
M. A.
Mroginski
, N. E.
Massa
, H.
Salva
, J. A.
Alonso
, and M. J.
Martinez-Lope
, Phys. Rev. B
60
, 5304
(1999
). 42.
F.
Gervais
, Mat. Sci. Eng. R
39
, 29
(2002
). 43.
N.
Poirot
, V. T.
Phuoc
, G.
Gruener
, and F.
Gervais
, Solid State Sci.
7
, 1157
(2005
). 44.
R.
Eguchi
, A.
Chainani
, M.
Taguchi
, M.
Matsunami
, Y.
Ishida
, K.
Horiba
, Y.
Senba
, H.
Ohashi
, and S.
Shin
, Phys. Rev. B
79
, 115122
(2009
). 45.
Y. D.
Chuang
, A. D.
Gromko
, D. S.
Dessau
, T.
Kimura
, and Y.
Tokura
, Science
292
, 1509
(2001
). 46.
T.
Ishikawa
, T.
Kimura
, T.
Katsufuji
, and Y.
Tokura
, Phys. Rev. B
57
, R8079
(1998
). 47.
P. W.
Tasker
, J. Phys. C
12
, 4977
(1979
). © 2011 American Institute of Physics.
2011
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
