SiO2-Fe2O3 mixture films and nanolaminates were grown by atomic layer deposition from iron trichloride, hexakis(ethylamino)disilane, and ozone at 300 °C. Orthorhombic ɛ-Fe2O3 was identified in Fe2O3 reference films and in Fe2O3 layers grown to certain thicknesses between amorphous SiO2 layers. SiO2-Fe2O3 films could be magnetized in external fields, exhibiting saturation and hysteresis in nonlinear magnetization-field curves. Electrical resistive switching, markedly dependent on the ratio of the component oxides, was also observed in films with proper composition. For relatively conductive films, application of small signal measurements allowed one to record memory maps with notable squareness and defined distinction between high and low conductance states.

1.
M.
Tadic
,
V.
Kusigerski
,
D.
Markovic
,
I.
Milosevic
, and
V.
Spasojevic
,
Mater. Lett.
63
,
1054
(
2009
).
2.
P. L.
Zhu
,
F.
Xue
,
Z.
Liu
,
Y. L.
Fan
,
Z. M.
Jiang
, and
X. J.
Yang
,
J. Appl. Phys.
106
,
043907
(
2009
).
3.
A.
Teleki
,
M.
Suter
,
P. R.
Kidambi
,
O.
Ergeneman
,
F.
Krumeich
,
B. J.
Nelson
, and
S. E.
Pratsinis
,
Chem. Mater.
21
,
2094
(
2009
).
4.
D.
Ortega
,
J. S.
Garitaonandia
,
M.
Ramírez-del-Solar
,
C.
Barrera-Solano
, and
M.
Domínguez
,
J. Non-Cryst. Solids
354
,
5213
(
2008
).
5.
C.
Păcurariu
,
E.-A.
Tăculescu
,
R.
Ianoşa
,
O.
Marinică
,
C.-V.
Mihali
, and
V.
Socoliuc
,
Ceram. Int.
41
,
1079
(
2015
).
6.
C.-K.
Huang
,
C.-H.
Hou
,
C.-C.
Chen
,
Y.-L.
Tsai
,
L.-M.
Chang
,
H.-S.
Wei
,
K.-H.
Hsieh
, and
C.-H.
Chan
,
Nanotechnology
19
,
055701
(
2008
).
7.
Y. P.
He
,
S. Q.
Wang
,
C. R.
Li
,
Y. M.
Miao
,
Z. Y.
Wu
, and
B. S.
Zou
,
J. Phys. D Appl. Phys.
38
,
1342
(
2005
).
8.
N. R.
Murphy
,
C. V.
Ramana
,
L.
Sun
,
J. G.
Jones
, and
J. T.
Grant
,
J. Alloys Compd.
708
,
947
(
2017
).
9.
X.
Zhang
,
Y.
Niu
,
Y.
Li
,
Y.
Li
, and
J.
Zhao
,
J. Solid State Chem.
211
,
69
(
2014
).
10.
W. D.
Chemelewski
,
N. T.
Hahn
, and
C. B.
Mullins
,
J. Phys. Chem. C
116
,
5255
(
2012
).
11.
H.
Jiang
,
X. Y.
Li
,
R.
Chen
,
X. L.
Shao
,
J. H.
Yoon
,
X.
Hu
,
C. S.
Hwang
, and
J.
Zhao
,
Sci. Rep.
6
,
22216
(
2016
).
12.
L.
Liu
,
D.
Yu
,
W.
Ma
,
B.
Chen
,
F.
Zhang
,
B.
Gao
, and
J.
Kang
,
Jpn. J. Appl. Phys.
54
,
021802
(
2015
).
13.
J.
Yao
,
Z.
Sun
,
L.
Zhong
,
D.
Natelson
, and
J. M.
Tour
,
Nano Lett.
10
,
4105
(
2010
).
14.
X.
Yan
,
Z.
Zhou
,
B.
Ding
,
J.
Zhao
, and
Y.
Zhang
,
J. Mater. Chem. C
5
,
2259
(
2017
).
15.
S.
Porro
,
K.
Bejtka
,
A.
Jasmin
,
M.
Fontana
,
G.
Milano
,
A.
Chiolerio
,
C. F.
Pirri
, and
C.
Ricciardi
,
Nanotechnology
29
,
495201
(
2018
).
16.
Y.-F.
Chang
,
T.-C.
Chang
, and
C.-Y.
Chang
,
J. Appl. Phys.
110
,
053703
(
2011
).
17.
Y.-F.
Chang
,
Y.-T.
Tsai
,
G.-W.
Chang
,
Y.-E.
Syu
,
Y.-H.
Tai
, and
T.-C.
Chang
,
ECS J. Solid State Sci. Technol.
1
,
Q91
(
2012
).
18.
S.
Ren
,
G.
Zhu
,
J.
Xie
,
J.
Bu
,
H.
Qin
, and
J.
Hu
,
J. Phys. Condens. Matter
28
,
056001
(
2016
).
19.
S.
Ren
,
H.
Qin
,
J.
Bu
,
G.
Zhu
,
J.
Xie
, and
J.
Hu
,
Appl. Phys. Lett.
107
,
062404
(
2015
).
20.
M.-C.
Kao
,
H.-Z.
Chen
,
S.-L.
Young
,
K.-H.
Chen
,
J.-L.
Chiang
, and
J.-B.
Shi
,
Materials
10
,
1327
(
2017
).
21.
R.
Matero
,
S.
Haukka
, and
M.
Tuominen
,
ECS Trans.
13
,
453
(
2008
).
22.
Y.
Tomczak
,
K.
Knapas
,
S.
Haukka
,
M.
Kemell
,
M.
Heikkilä
,
M.
Ceccato
,
M.
Leskelä
, and
M.
Ritala
,
Chem. Mater.
24
,
3859
(
2012
).
23.
A.
Tanskanen
,
O.
Mustonen
, and
M.
Karppinen
,
APL Mater.
5
,
056104
(
2017
).
24.
25.
R. A.
Waldo
,
Microbeam Analysis
(
San Francisco
,
San Francisco
,
CA
,
1988
), p.
310
.
26.
J.
Jokinen
,
J.
Keinonen
,
P.
Tikkanen
,
A.
Kuronen
,
T.
Ahlgren
, and
K.
Nordlund
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
119
,
533
(
1996
).
27.
G.
Vignaud
and
Alain
Gibaud
,
J. Appl. Crystallogr.
52
,
201
(
2019
).
28.
N.
Doebelin
and
R.
Kleeberg
,
J. Appl. Crystallogr.
48
,
1573
(
2015
).
29.
D.
Spiga
,
A.
Mirone
,
G.
Pareschi
,
R.
Canestrari
,
V.
Cotroneo
,
C.
Ferrari
,
C.
Ferrero
,
L.
Lazzarini
, and
D.
Vernani
,
Proc. SPIE
6266
,
626616
(
2006
).
30.
S.
Sintonen
,
S.
Ali
,
O. M. E.
Ylivaara
,
R. L.
Puurunen
, and
H.
Lipsanen
,
J. Vac. Sci. Technol. A
32
,
01A111
(
2014
).
31.
J. M.
Jensen
,
A. B.
Oelkers
,
R.
Toivola
,
D. C.
Johnson
,
J. W.
Elam
, and
S. M.
George
,
Chem. Mater.
14
,
2276
(
2002
).
32.
J.
Lee
and
S.
Park
,
J. Korean Phys. Soc.
69
,
789
(
2016
).
33.
L.
Machala
,
J.
Tuček
, and
R.
Zbořil
,
Chem. Mater.
23
,
3255
(
2011
).
34.
J.-G.
Li
,
G.
Fornasieri
,
A.
Bleuzen
,
M.
Gich
,
A.
Gloter
,
F.
Bouquet
, and
M.
Impéror-Clerc
,
Small
12
,
5981
(
2016
).
35.
Y.
Masubuchi
,
Y.
Sato
,
A.
Sawada
,
T.
Motohashi
,
H.
Kiyono
, and
S.
Kikkawa
,
J. Eur. Ceram. Soc.
31
,
2459
(
2011
).
36.
K.
Nomura
and
H.
Reuther
,
J. Radioanal. Nucl. Chem.
287
,
341
(
2011
).
37.
L.
Kubíčková
,
P.
Brázda
,
M.
Veverka
,
O.
Kaman
,
V.
Herynek
,
M.
Vosmanská
,
P.
Dvořák
,
K.
Bernášek
, and
J.
Kohout
,
J. Magn. Magn. Mater.
480
,
154
(
2019
).
38.
J.
Tuček
,
R.
Zbořil
,
A.
Namai
, and
S.
Ohkoshi
,
Chem. Mater.
22
,
6483
(
2010
).
39.
T. M. N.
Thai
,
D. T.
Nguyen
,
N.-S.
Lee
,
J.-S.
Rhyee
,
J.
Song
, and
H.-J.
Kim
,
J. Appl. Phys.
120
,
185304
(
2016
).
40.
A. A.
Dubrovskiy
,
D. A.
Balaev
,
K. A.
Shaykhutdinov
,
O. A.
Bayukov
,
O. N.
Pletnev
,
S. S.
Yakushkin
,
G. A.
Bukhtiyarova
, and
O. N.
Martyanov
,
J. Appl. Phys.
118
,
213901
(
2015
).
41.
M.
Gich
,
A.
Roig
,
C.
Frontera
,
E.
Molins
,
J.
Sort
,
M.
Popovici
,
G.
Chouteau
,
D.
Martín y Marero
, and
J.
Nogués
,
J. Appl. Phys.
98
,
044307
(
2005
).
42.
A.
Namai
 et al,
Nat. Commun.
3
,
1035
(
2012
).
43.
D. A.
Balaev
 et al,
J. Appl. Phys.
117
,
063908
(
2015
).
44.
J.
Kohout
,
P.
Brázda
,
K.
Závěta
,
D.
Kubániová
,
T.
Kmječ
,
L.
Kubíčková
,
M.
Klementová
,
E.
Šantavá
, and
A.
Lančok
,
J. Appl. Phys.
117
,
17D505
(
2015
).
45.
I.
Ahamed
,
R.
Pathak
,
R.
Skomski
, and
A.
Kashyap
,
AIP Adv.
8
,
055815
(
2018
).
46.
J. A.
Sans
 et al,
Nat. Commun.
9
,
4554
(
2018
).
47.
Y.
El Mendili
,
J.-F.
Bardeau
,
N.
Randrianantoandro
,
J.-M.
Greneche
, and
F.
Grasset
,
Sci. Technol. Adv. Mater.
17
,
597
(
2016
).
48.
C.
Dejoie
 et al,
Sci. Rep.
4
,
4941
(
2014
).
49.
M.
Gich
,
C.
Frontera
,
A.
Roig
,
J.
Fontcuberta
,
E.
Molins
,
N.
Bellido
,
Ch.
Simon
, and
C.
Fleta
,
Nanotechnology
17
,
687
(
2006
).
50.
V. N.
Nikolić
,
M.
Tadić
,
M.
Panjan
,
L.
Kopanja
,
N.
Cvjetićanin
, and
V.
Spasojević
,
Ceram. Int.
43
,
3147
(
2017
).
51.
M.
Popovici
 et al,
Chem Mater.
16
,
5542
(
2004
).
52.
R.
Kant
,
D.
Kumar
, and
V.
Dutta
,
RSC Adv.
5
,
52945
(
2015
).
53.
A.
Mehonic
,
S.
Cueff
,
M.
Wojdak
,
S.
Hudziak
,
O.
Jambois
,
C.
Labbé
,
B.
Garrido
,
R.
Rizk
, and
A. J.
Kenyon
,
J. Appl. Phys.
111
,
074507
(
2012
).
54.
S.
Dueñas
,
H.
Castán
,
K.
Kukli
,
M.
Mikkor
,
K.
Kalam
,
T.
Arroval
, and
A.
Tamm
,
ECS Trans.
85
,
201
(
2018
).
55.
K.
Kukli
,
M.
Kemell
,
M. J.
Heikkilä
,
H.
Castán
,
S.
Dueñas
,
K.
Mizohata
,
M.
Ritala
, and
M.
Leskelä
,
Nanotechnology
31
,
195713
(
2020
).
56.
S.
Dueñas
,
H.
Castán
,
H.
García
,
Ó. G.
Ossorio
,
L. A.
Domínguez
, and
E.
Miranda
,
IEEE Electron Devices Lett.
38
,
1216
(
2017
).
You do not currently have access to this content.