Defects in an ultrathin Au/La2/3Sr1/3MnO3/SrTiO3 (Au/LSMO/STO) heterostructure displaying electroresistive behavior were studied using variable energy positron annihilation spectroscopy. Vacancy-like defects were found to be the dominant positron traps in the LSMO and STO thin perovskite oxides with a number density >1017 cm−3 and 2 × 1017 cm−3 in the STO substrate. High defect density was revealed by strong positron trapping at the Au/LSMO interface. Oxygen deficiency in LSMO would be the main source of these traps. Besides, a low density of sub-nano voids of ∼6 Å was found in the substrate and in the thin LSMO/STO films.
REFERENCES
1.
J. G.
Bednorz
and K. A.
Müller
, Rev. Mod. Phys.
60
, 585
(1998
).2.
Y.
Tokura
and Y.
Tomioka
, J. Mag. Mater.
200
, 1
(1999
).3.
N. A.
Pertsev
and H.
Kohlstedt
, Appl. Phys. Lett.
95
, 163503
(2009
).4.
D.
Kan
, T.
Terashima
, R.
Kanda
, A.
Masuno
, K.
Tanaka
, S.
Chu
, H.
Kan
, A.
Ishizumi
, Y.
Kanemitsu
, Y.
Shimakawa
, and M.
Takano
, Nature Mater.
4
, 816
(2005
).5.
N.
Das
, S.
Tsui
, Y. Y.
Xue
, Y. Q.
Wang
, and C. W.
Chu
, Phys. Rev. B
80
, 115411
(2009
).6.
M. G.
Blamir
, J. L.
MacManus-Driscoll
, N. D.
Mathur
, and Z. H.
Barber
, Adv. Mater.
21
, 3827
(2009
).7.
R.
Waser
, R.
Dittmann
, and G.
Staikov
, Adv. Mater.
21
, 2632
(2009
).8.
S.
Brivio
, C.
Magen
, A. A.
Sidorenko
, D.
Petti
, M.
Cantoni
, M.
Finazzi
, F.
Cicacci
, R.
DeRenzi
, M.
Varella
, S.
Picozzi
, and R.
Bertacco
, Phys. Rev. B
81
, 094410
(2010
).9.
R.
Krause-Rehberg
and H. S.
Leipner
, Positron Annihilation in Semiconductors
, Solid-State Sciences Vol. 127
(Springer
, Berlin
, 1999
).10.
D. J.
Keeble
, R. A.
Mackie
, W.
Egger
, B.
Löwe
, P.
Pikart
, C.
Hugenschmidt
, and T. J.
Jackson
, Phys. Rev. B
81
, 064102
(2010
).11.
D. J.
Keeble
, S.
Wicklein
, R.
Dittmann
, L.
Ravelli
, R. A.
Mackie
, and W.
Egger
, Phys. Rev. Lett.
105
, 226102
(2010
).12.
V. J.
Ghosh
, B.
Nielsen
, and T.
Friessnegg
, Phys. Rev. B
61
, 207
(2000
).13.
A. S.
Hamid
, A.
Uedono
, T.
Chikyow
, K.
Uwe
, K.
Mochizuki
, and S.
Kawaminami
, Phys. Status Solidi A
203
, 300
(2006
).14.
R.
Bertacco
, S.
Brivio
, M.
Cantoni
, A.
Cattoni
, D.
Petti
, M.
Finazzi
, F.
Ciccacci
, A. A.
Sidorenko
, M.
Ghidini
, G.
Allodi
, and R.
DeRenzi
, Appl. Phys. Lett.
91
, 102506
(2007
).15.
P.
Asoka-Kumar
, K. G.
Lynn
, and D. O.
Welch
, J. Appl. Phys.
76
, 4935
(1994
).16.
R. S.
Brusa
, G. P.
Karwasz
, G.
Mariotto
, A.
Zecca
, R.
Ferragut
, P.
Folegati
, A.
Dupasquier
, G.
Ottaviani
, and R.
Tonini
, J. Appl. Phys.
94
, 7483
(2003
).17.
A.
vanVeen
, H.
Schut
, J.
deVries
, R. A.
Hakvoort
, and M. R.
IJpma
, AIP Conf. Proc.
218
, 171
(1990
).18.
C.
Hugenschmidt
G. Dollinger, W. Egger, G. Kögel, B. Löwe, J. Mayer, P. Pikart, C. Piochacz, R. Repper, K. Schreckenbach, P. Sperr, and M. Stadlbauer Appl. Surf. Sci.
255
, 29
(2008
). 19.
W.
Egger
, P.
Sperr
, G.
Kögel
, and G.
Dollinger
, Phys. Status Solidi C
4
, 3969
(2007
).20.
A.
Sawa
, Mater. Today
11
, 28
(2008
).21.
J.
Dryzek
, E.
Dryzek
, and B.
Cleft
. Appl. Surf. Sci.
116
, 236
(1997
).22.
Y.
Shirai
, K.
Furukawa
, J.
Takamura
, W.
Yamada
, and S.
lwata
, Appl. Phys. A
37
, 65
(1985
).23.
R.
Lyonnet
, J.-L.
Maurice
, M. J.
Hÿtch
, D.
Michel
, and J.-P.
Contour
, Appl. Surf. Sci.
162–163
, 245
(2000
).24.
P.
Kirkegaard
, N. J.
Petersen
, and M.
Eldrup
, PATFIT-88 program, Riso. National Laboratory, M-2740
(Roskilde
, Denmark
, 1989
).25.
R. A.
Mackie
, S.
Singh
, J.
Laverock
, S. B.
Dugdale
, and D. J.
Keeble
, Phys. Rev. B
79
, 014102
(2009
).26.
A.
Uedono
, K.
Shimayama
, M.
Kiyohara
, Z. Q.
Chen
, K.
Yamabe
, T.
Ohdaira
, R.
Suzuki
, and T.
Mikado
, J. Appl. Phys.
91
, 5307
(2002
).27.
S.
McGuirre
, D. J.
Keeble
, R. E.
Mason
, P. G.
Coleman
, Y.
Koutsonas
, and T. J.
Jackson
, J. Appl. Phys.
100
, 044109
(2006
).28.
D. C.
Connors
and R. N.
West
, Phys. Lett. A
30
, 24
(1969
).29.
S. W.
Jin
, X. Y.
Zhou
, W. B.
Wu
, C. F.
Zhu
, H. M.
Weng
, H. Y.
Wang
, X. F.
Zhang
, B. J.
Ye
, and R. D.
Han
, J. Phys. D: Appl. Phys.
37
1841
(2004
).30.
31.
M.
Eldrup
, D.
Lightbody
, and J. N.
Sherwood
, Chem. Phys.
63
, 51
(1981
).© 2011 American Institute of Physics.
2011
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.