Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cấu trúc giao diện của các màng phim Y123 và Nd123 hình thành trên các nền MgO(001) qua phương pháp tinh thể lỏng
Tóm tắt
Cấu trúc giao diện của các màng phim YBa2Cu3O7-y (Y123) và Nd1+xBa2-xCu3O7-y (Nd123) đã được nghiên cứu thông qua kính hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao (HRTEM) kết hợp với việc tính toán sự phù hợp lưới hình học và quỹ đạo phân tử. Các màng phim này được hình thành trên các nền MgO(001) bằng phương pháp epitaxy pha lỏng. Mặc dù có sự tương đồng về hằng số lưới giữa Y123 và Nd123, mối quan hệ định hướng trong mặt phẳng (OR) so với các nền là khác nhau: [100]film//[100]substrate(I) đối với Y123 và [110]film//[100]substrate(II) đối với Nd123. Từ kết quả quan sát HRTEM và mô phỏng hình ảnh, người ta phát hiện ra rằng các màng phim Y123 và Nd123 được ngăn cách bởi các lớp BaO và CuO-chaun tại các giao diện tương ứng. Đối với cả hai hệ thống Y123/MgO và Nd123/MgO, OR(I) được đánh giá là thuận lợi nhất về mặt phù hợp hình học, trong khi OR(II) đứng thứ hai trong số các lệch hướng quay trên [001]film và [001]MgO. Các tính toán về quỹ đạo phân tử cho thấy rằng giao diện với OR(II) và lớp CuO-chaun là ưu việt về mặt liên kết cộng hóa trị đối với cả hai hệ thống. Do đó, chúng tôi đề xuất rằng cấu trúc giao diện ưu tiên được xác định tinh vi bởi sự cân bằng giữa các yếu tố hình học và hóa học tại các giao diện, dẫn đến việc làm cho năng lượng tự do giao diện thấp nhất.
Từ khóa
#YBa2Cu3O7-y #Nd1+xBa2-xCu3O7-y #HRTEM #lưới hình học #epitaxy pha lỏngTài liệu tham khảo
J.A. Alarco, G. Brorsson, Z.G. Ivanov, P.A. Nilson, E. Olsson, and M. Lofgren: Effects of substrate temperature on the microstructure of YBa2Cu3O7–d films grown on (001) Y-ZrO2 substrates. Appl. Phys. Lett. 61, 723 (1992).
A.L. Tietz, C.B. Carter, D.K. Lathrop, S.E. Russek, R.A. Buhrman, and J.R. Michael: Crystallography of YBa2Cu3O6+x thin filmsubstrate interfaces. J. Mater. Res. 4, 1072 (1989).
S.J. Pennycook, M.F. Chisholm, D.E. Jesson, R. Feenstra, S. Zhu, X.Y. Zheng, and D.J. Lowndes: Growth and relaxation mechanisms of YBa2Cu3O7–x films. Physica C 202, 1 (1992).
C. Traeholt, J.G. Wen, V. Svetchnikov, and H.W. Zandbergen: HREM study of the YBCO/MgO interface on an atomic scale. Physica C 230, 297 (1994).
J.G. Wen, C. Ttaeholt, and H.W. Zandbergen: Stacking sequence of YBa2Cu3O7 thin film on SrTiO3 substrate. Physica C 205, 354 (1993).
Y. Wu, Z. Hao, Y. Enomoto, and K. Tanabe: Atomic configurations of YBa2Cu3O7−x/MgO interfaces. Physica C 371, 309 (2002).
K. Nomura, S. Hoshi, X. Yao, K. Kakimoto, Y. Nakamura, T. Izumi, and Y. Shiohara: Preferential growth mechanism of REBa2Cu3Oy (RE = Y, Nd) crystal on MgO substrate by liquid phase epitaxy. J. Mater. Res. 16, 979 (2001).
K. Nomura, S. Hoshi, Y. Nakamura, T. Izumi, and Y. Shiohara: Initial growth mechanism of YBa2Cu3Oy crystal on MgO substrate by liquid-phase epitaxy. J. Mater. Res. 16, 2947 (2001).
K. Kakimoto, Y. Sugawara, T. Izumi, and Y. Shiohara: Initial growth mechanism of YBCO films in liquid phase epitaxy process. Physica C 334, 249 (2000).
R. Kilaas: HREM image simulation, in Proceedings of the 49th Annual Meeting of the Electron Microscopy Society of America, edited by G.W. Bauley (San Francisco Press, San Francisco, CA, 1991), p. 528.
Y. Ikuhara, P. Pirouz, A.H. Heuer, S. Yadavalli, and C.P. Flynn: Structure of V-Al2O3 interfaces grown by molecular beam epitaxy. Philos. Mag. A 70, 75 (1994).
Y. Ikuhara and P. Pirouz: High resolution transmission electron microscopy studies on metal/ceramics interfaces. Microsc. Res. Tech. 40, 206 (1998).
R.S. Mulliken: Electronic population analysis on LCAO-MO molecular wave functions. I. J. Chem. Phys. 23, 1833 (1995).
H. Adachi, M. Tsukada, and C. Satoko: Discrete variational Xalpha cluster calculations.1. Application to metal clusters. J. Phys. Soc. Jpn. 45, 875 (1978).
D.E. Ellis, H. Adachi, and F.W. Averill: Molecular cluster theory for chemisorption of 1st row atoms on nickel(100) surfaces. Surf. Sci. 58, 497 (1976).
I. Tanaka, M. Mizuno, S. Nakajyo, and H. Adachi: Importance of metal-metal bondings at the interface of MgO and 3d-transition metals. Acta Mater. 46, 6511 (1998).