Double perovskite Ba2LuNbO6 (BLNO)-doped YBa2Cu3O7−y (YBCO) thin films are fabricated on a SrTiO3 (001) substrate by pulsed laser deposition, and their nanostructures are characterized by transmission electron microscopy and scanning transmission electron microscopy. Cross-sectional observations and elemental mapping reveal that BLNO self-assembles during thin film deposition, and consequently, nanorods extending straight from the substrate to the surface are formed in the YBCO thin films. It is confirmed that stacking faults perpendicular to the growth direction disturb the formation of BLNO nanorods. Strain maps extracted by geometric phase analysis reveal that the tensile strain occurs in the YBCO matrix around the BLNO nanorods. Misfit dislocations are periodically introduced at the interface between the nanorod and the matrix, which results in the inhomogeneous strain of YBCO around the BLNO nanorods. The superconducting properties of the YBCO + BLNO thin films are compared with those of other previously reported YBCO thin films with normal perovskite and double perovskite nanorods.

1.
G.
Blatter
,
M. V.
Feigel’man
,
V. B.
Geshkenbein
,
A. I.
Larkin
, and
V. M.
Vinokur
,
Rev. Mod. Phys.
66
,
1125
(
1994
).
2.
S. R.
Foltyn
,
L.
Civale
,
J. L.
Macmanus-Driscoll
,
Q. X.
Jia
,
B.
Maiorov
,
H.
Wang
, and
M.
Maley
,
Nat. Mater.
6
,
631
(
2007
).
3.
K.
Matsumoto
and
P.
Mele
,
Supercond. Sci. Technol.
23
,
014001
(
2010
).
4.
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
,
Nat. Mater.
3
,
439
(
2004
).
5.
Y.
Yamada
,
K.
Takahashi
,
H.
Kobayashi
,
M.
Konishi
,
T.
Watanabe
,
A.
Ibi
,
T.
Muroga
,
S.
Miyata
,
T.
Kato
,
T.
Hirayama
, and
Y.
Shiohara
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
132502
(
2005
).
6.
P.
Mele
,
K.
Matsumoto
,
T.
Horide
,
A.
Ichinose
,
M.
Mukaida
,
Y.
Yoshida
,
S.
Horii
, and
R.
Kita
,
Supercond. Sci. Technol.
21
,
032002
(
2008
).
7.
C.
Cantoni
,
Y.
Gao
,
S. H.
Wee
,
E. D.
Specht
,
J.
Gazquez
,
J.
Meng
,
S. J.
Pennycook
, and
A.
Goyal
,
ACS Nano
5
,
4783
(
2011
).
8.
T.
Maeda
,
K.
Kaneko
,
K.
Yamada
,
A.
Roy
,
Y.
Sato
,
R.
Teranishi
,
T.
Kato
,
T.
Izumi
, and
Y.
Shiohara
,
Ultramicroscopy
176
,
151
(
2017
).
9.
T.
Horide
,
M.
Ishimaru
,
K.
Sato
, and
K.
Matsumoto
,
Phys. Rev. Mater.
3
,
013403
(
2019
).
10.
U.
Welp
,
M.
Grimsditch
,
S.
Fleshler
,
W.
Nessler
,
J.
Downey
, and
G. W.
Crabtree
,
Phys. Rev. Lett.
69
,
2130
(
1992
).
11.
H.
Sato
and
M.
Naito
,
Physica C
274
,
221
(
1997
).
12.
N.
Cheggour
,
J. W.
Ekin
,
C. C.
Clickner
,
D. T.
Verebelyi
,
C. L. H.
Thieme
,
R.
Feenstra
, and
A.
Goyal
,
Appl. Phys. Lett.
83
,
4223
(
2003
).
13.
M.
Sugano
,
K.
Osamura
,
W.
Prusseit
,
R.
Semerad
,
K.
Itoh
, and
T.
Kiyoshi
,
Supercond. Sci. Technol.
18
,
369
(
2005
).
14.
F.
Nabeshima
,
Y.
Imai
,
M.
Hanawa
,
I.
Tsukada
, and
A.
Maeda
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
172602
(
2013
).
15.
S.
Awaji
,
T.
Suzuki
,
H.
Oguro
,
K.
Watanabe
, and
K.
Matsumoto
,
Sci. Rep.
5
,
11156
(
2015
).
16.
K.
Ahadi
,
L.
Galletti
,
Y.
Li
,
S.
Salmani-Rezaie
,
W.
Wu
, and
S.
Stemmer
,
Sci. Adv.
5
,
eaaw012
(
2019
).
17.
D. M.
Feldmann
,
T. G.
Holesinger
,
B.
Maiorov
,
S. R.
Foltyn
,
J. Y.
Coulter
, and
I.
Apodaca
,
Supercond. Sci. Technol.
23
,
095004
(
2010
).
18.
S. H.
Wee
,
A.
Goyal
,
Y. L.
Zuev
,
C.
Cantoni
,
V.
Selvamanickam
, and
E. D.
Specht
,
Appl. Phys. Express
3
,
023101
(
2010
).
19.
L.
Opherden
,
M.
Sieger
,
P.
Pahlke
,
R.
Hühne
,
L.
Schultz
,
A.
Meledin
,
G.
Van Tendeloo
,
R.
Nast
,
B.
Holzapfel
,
M.
Bianchetti
,
J. L.
MacManus-Driscoll
, and
J.
Hänisch
,
Sci. Rep.
6
,
21188
(
2016
).
20.
G.
Celentano
,
F.
Rizzo
,
A.
Augieri
,
A.
Mancini
,
V.
Pinto
,
A.
Rufoloni
,
A.
Vannozzi
,
J. L.
MacManus-Driscoll
,
J.
Feighan
,
A.
Kursumovic
,
A.
Meledin
,
J.
Mayer
, and
G.
Van Tendeloo
,
Supercond. Sci. Technol.
33
,
044010
(
2020
).
21.
G.
Ercolano
,
M.
Bianchetti
,
S. C.
Wimbush
,
S. A.
Harrington
,
H.
Wang
,
J. H.
Lee
, and
J. L.
MacManus-Driscoll
,
Supercond. Sci. Technol.
24
,
095012
(
2011
).
22.
T.
Horide
,
N.
Matsukida
,
M.
Ishimaru
,
R.
Kita
,
S.
Awaji
, and
K.
Matsumoto
,
Appl. Phys. Lett.
110
,
052601
(
2017
).
23.
See https://www.physics.hu-berlin.de/en/sem/software/software_frwrtools for the plugin download (last accessed February 11, 2021).
24.
A. A.
Evdokimov
and
N. F.
Men’shenina
,
Russ. J. Inorg. Chem.
27
,
1208
(
1982
).
25.
P. B.
Hirsch
,
A.
Howie
,
R. B.
Pashley
, and
M. J.
Whelan
,
Electron Microscopy of Thin Crystals
(
Butterworthes
,
London
,
1965
).
26.
T.
Horide
,
F.
Kametani
,
S.
Yoshioka
,
T.
Kitamura
, and
K.
Matsumoto
,
ACS Nano
11
,
1780
(
2017
).
27.
T.
Horide
,
K.
Torigoe
,
M.
Ishimaru
,
R.
Kita
,
S.
Awaji
, and
K.
Matsumoto
,
Supercond. Sci. Technol.
33
,
105003
(
2020
).
28.
Y.
Yoshida
,
S.
Miura
,
Y.
Tsuchiya
,
Y.
Ichino
,
S.
Awaji
,
K.
Matsumoto
, and
A.
Ichinose
,
Supercond. Sci. Technol.
30
,
104002
(
2017
).
29.
M. J.
Hÿtch
,
E.
Snoeck
, and
R.
Kilaas
,
Ultramicroscopy
74
,
131
(
1998
).
30.
M. J.
Hÿtch
,
J.-L.
Putaux
, and
J.-M.
Pénisson
,
Nature
423
,
270
(
2003
).
31.
Y.
Wang
and
W.
Zhang
,
Micron
125
,
102715
(
2019
).
32.
F. A.
Lindemann
,
Phys. Z.
11
,
609
(
1910
).
33.
P. R.
Okamoto
,
N. Q.
Lam
, and
L. E.
Rehn
,
Solid State Phys.
52
,
1
(
1999
).
34.
A.
Masuno
,
M.
Haruta
,
M.
Azuma
,
H.
Kurata
,
S.
Isoda
,
M.
Takano
, and
Y.
Shimakawa
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
211913
(
2006
).
35.
F.
Rizzo
,
A.
Augieri
,
A.
Angrisani Armenio
,
V.
Galluzzi
,
A.
Mancini
,
V.
Pinto
,
A.
Rufoloni
,
A.
Vannozzi
,
M.
Bianchetti
,
A.
Kursumovic
,
J. L.
MacManus-Driscoll
,
A.
Meledin
,
G.
Van Tendeloo
, and
G.
Celentano
,
APL Mater.
4
,
061101
(
2016
).
36.
P.
Mele
,
K.
Matsumoto
,
A.
Ichinose
,
M.
Mukaida
,
Y.
Yoshida
,
S.
Horii
, and
R.
Kita
,
Supercond. Sci. Technol.
21
,
125017
(
2008
).
37.
G.
Ercolano
,
M.
Bianchetti
,
S.-L.
Sahonta
,
A.
Kursumovic
,
J. H.
Lee
,
H.
Wang
, and
J. L.
MacManus-Driscoll
,
J. Appl. Phys.
116
,
033915
(
2014
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.