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.

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
).
You do not currently have access to this content.