Self-assembled oxide thin films have tremendous potential applications in next generation of multifunctional systems. However, the manipulation of nanostructures and understanding on the relationship between nanostructures and functionalities remain as substantial challenges. Recently, an interesting architecture transformation between two basic nanocomposite structures has been demonstrated, i.e., from a horizontal layered structure to a vertical columnar structure, simply by tuning the film compositions in the (YBa2Cu3O7-δ)1-x:(BaZrO3)x system. In this work, the architecture dependence of functionalities has been investigated. The nanostructure manipulation has been revealed to largely affect the lattice structures and superconductive properties, especially at the critical composition of nanostructure transformation. The present work represents a novel approach to tune the self-assembled nanostructures and to further understand that how the nanostructures contribute to the functionalities in oxide thin films.

1.
S.
Hormoz
and
M. P.
Brenner
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
108
,
5193
(
2011
).
2.
A. R.
Stefankiewicz
and
J. K. M.
Sanders
,
Science
328
,
1115
(
2010
).
3.
B. S.
Guiton
and
P. K.
Davies
,
Nature Mater.
6
,
586
(
2007
).
4.
S.
Jain
and
F. S.
Bates
,
Science
300
,
460
(
2003
).
5.
D.
Lingwood
and
K.
Simons
,
Science
327
,
46
(
2010
).
6.
L.
Janosi
,
Z. L.
Li
,
J. F.
Hancock
, and
A. A.
Gorfe
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
109
,
8097
(
2012
).
7.
J. L.
MacManus-Driscoll
,
Adv. Funct. Mater.
20
,
2035
(
2010
).
8.
R.
Ramesh
and
N. A.
Spaldin
,
Nature Mater.
6
,
21
(
2007
).
9.
H.
Yang
,
H.
Wang
,
J.
Yoon
,
Y. Q.
Wang
,
M.
Jain
,
D. M.
Feldmann
,
P. C.
Dowden
,
J. L.
MacManus-Driscoll
, and
Q. X.
Jia
,
Adv. Mater.
21
,
3794
(
2009
).
10.
D. H.
Kim
,
N. M.
Aimon
,
X. Y.
Sun
, and
C. A.
Ross
,
Adv. Funct. Mater.
24
,
2334
(
2014
).
11.
A. P.
Chen
,
Z. X.
Bi
,
Q. X.
Jia
,
J. L.
MacManus-Driscoll
, and
H.
Wang
,
Acta Mater.
61
,
2783
(
2013
).
12.
J. L.
MacManus-Driscoll
,
P.
Zerrer
,
H.
Wang
,
H.
Yang
,
J.
Yoon
,
S. R.
Foltyn
,
M. G.
Blamire
, and
Q. X.
Jia
,
Nature Mater.
7
,
314
(
2008
).
13.
H.
Yang
,
H.
Wang
,
B.
Maiorov
,
J.
Lee
,
D.
Talbayev
,
M. J.
Hinton
,
D. M.
Feldmann
,
J. L.
MacManus-Driscoll
,
A. J.
Taylor
,
L.
Civale
,
T. R.
Lemberger
, and
Q. X.
Jia
,
J. Appl. Phys.
106
,
093914
(
2009
).
14.
R.
Zhao
,
W. W.
Li
,
J. H.
Lee
,
E. M.
Choi
,
Y.
Liang
,
W.
Zhang
,
R. J.
Tang
,
H.
Wang
,
Q. X.
Jia
,
J. L.
MacManus-Driscoll
, and
H.
Yang
,
Adv. Funct. Mater.
24
,
5240
(
2014
).
15.
A.
Goyal
,
S.
Kang
,
K. J.
Leonard
,
P. M.
Martin
,
A. A.
Gapaud
,
M.
Varela
,
M.
Paranthaman
,
A. O.
Ijaduola
,
E. D.
Specht
,
J. R.
Thompson
,
D. K.
Christen
,
S. J.
Pennycook
, and
F. A.
List
,
Supercond. Sci. Technol.
18
,
1533
(
2005
).
16.
S.
Kang
,
A.
Goyal
,
J.
Li
,
A. A.
Gapud
,
P. M.
Martin
,
L.
Heatherly
,
J. R.
Thompson
,
D. K.
Christen
,
F. A.
List
,
M.
Paranthaman
, and
D. F.
Lee
,
Science
311
,
1911
(
2006
).
17.
S.
Kang
,
A.
Goyal
,
J.
Li
,
P.
Martin
,
A.
Ljaduola
,
J. R.
Thompson
, and
M.
Paranthaman
,
Physcia C
457
,
41
(
2007
).
18.
S. H.
Wee
,
A.
Goyal
,
Y. L.
Zuev
, and
C.
Cantoni
,
Supercond. Sci. Technol.
21
,
092001
(
2008
).
19.
C.
Cantoni
,
Y.
Gao
,
S. H.
Wee
,
E. D.
Specht
,
J.
Gazquenz
,
J.
Meng
,
S. J.
Pennycook
, and
A.
Goyal
,
ACS Nano
5
,
4783
(
2011
).
20.
B.
Maiorov
,
S. A.
Baily
,
H.
Zhou
,
O.
Ugurlu
,
J. A.
Kennison
,
P. C.
Dowden
,
T. G.
Holesinger
,
S. R.
Foltyn
, and
L.
Civale
,
Nature Mater.
8
,
398
(
2009
).
21.
S. H.
Wee
,
Y.
Gao
,
Y. L.
Zuev
,
K. L.
More
,
J. Y.
Meng
,
J.
Zhong
,
G. M.
Stocks
, and
A.
Goyal
,
Adv. Funct. Mater.
23
,
1912
(
2013
).
22.
S. H.
Wee
,
Y. L.
Zuev
,
C.
Cantoni
, and
A.
Goyal
,
Sci. Rep.
3
,
2310
(
2013
).
23.
P.
Mele
,
K.
Matsumoto
,
T.
Horide
,
A.
Ichinose
,
M.
Mukaida
,
Y.
Yoshida
,
S.
Horii
, and
R.
Kita
,
Supercond. Sci. Technol.
21
,
032002
(
2008
).
24.
H.
Huhtinen
,
M.
Irijala
,
P.
Paturi
,
M. A.
Shakhov
, and
R.
Laiho
,
J. Appl. Phys.
107
,
053906
(
2010
).
25.
J. L.
MacManus-Driscoll
,
S. R.
Foltyn
,
Q. X.
Jia
,
H.
Wang
,
A.
Serquis
,
L.
Civale
,
B.
Maiorov
,
M. E.
Hawley
,
M. P.
Maley
, and
D. E.
Peterson
,
Nature Mater.
3
,
439
(
2004
).
26.
M.
Varela
,
Z.
Sefrioui
,
D.
Arias
,
M. A.
Navacerrada
,
M.
Lucía
,
M. A. López de la
Torre
,
C.
León
,
G. D.
Loos
,
F.
Sánchez-Quesada
, and
J.
Santamaría
,
Phys. Rev. Lett.
83
,
3936
(
1999
).
27.
S. R.
Foltyn
,
L.
Civale
,
J. L.
MacManus-Driscoll
,
Q. X.
Jia
,
B.
Maiorov
,
H.
Wang
, and
M.
Maley
,
Nature Mater.
6
,
631
(
2007
).
28.
A.
Peurla
,
P.
Paturi
,
Y. P.
Stepanov
,
H.
Huhtinen
,
Y. Y.
Tse
,
A. C.
Bódi
,
J.
Raittila
, and
R.
Laiho
,
Supercond. Sci. Technol.
19
,
767
(
2006
).
You do not currently have access to this content.