Intermittent Defect Fluctuations in Oxide Heterostructures.
SrCoOx
defect dynamics
functional oxides
intermittent dynamics
perovskite oxides
Journal
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
ISSN: 1521-4095
Titre abrégé: Adv Mater
Pays: Germany
ID NLM: 9885358
Informations de publication
Date de publication:
Oct 2023
Oct 2023
Historique:
revised:
31
07
2023
received:
05
06
2023
medline:
14
8
2023
pubmed:
14
8
2023
entrez:
14
8
2023
Statut:
ppublish
Résumé
The heterogeneous nature, local presence, and dynamic evolution of defects typically govern the ionic and electronic properties of a wide variety of functional materials. While the last 50 years have seen considerable efforts into development of new methods to identify the nature of defects in complex materials, such as the perovskite oxides, very little is known about defect dynamics and their influence on the functionality of a material. Here, the discovery of the intermittent behavior of point defects (oxygen vacancies) in oxide heterostructures employing X-ray photon correlation spectroscopy is reported. Local fluctuations between two ordered phases in strained SrCoO
Identifiants
pubmed: 37578079
doi: 10.1002/adma.202305383
doi:
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2305383Subventions
Organisme : Office of Science
ID : DE-AC02-06CH11357
Informations de copyright
© 2023 UChicago Argonne, LLC and Oak Ridge National Laboratory. Advanced Materials published by Wiley-VCH GmbH.
Références
M. Prezioso, F. Merrikh-Bayat, B. D. Hoskins, G. C. Adam, K. K. Likharev, D. B. Strukov, Nature 2015, 521, 61.
Z. Wang, S. Joshi, S. E. Savel'ev, H. Jiang, R. Midya, P. Lin, M. Hu, N. Ge, J. P. Strachan, Z. Li, Q. Wu, M. Barnell, G.-L. Li, H. L. Xin, R. S. Williams, Q. Xia, J. J. Yang, Nat. Mater. 2016, 16, 101.
Y. Zhou, S. Ramanathan, Proc. IEEE 2015, 103, 1289.
B. A. W. Brinkman, H. Yan, A. Maffei, I. M. Park, A. Fontanini, J. Wang, G. La Camera, Appl. Phys. Rev. 2022, 9, 011313.
F. Zhuge, Front. Neurosci. 2021, 15, 717947.
K. Y. Camsari, R. Faria, B. M. Sutton, S. Datta, Phys. Rev. X 2017, 7, 031014.
T. L. Hill, R. V. Chamberlin, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1998, 95, 12779.
M. Sutton, S. G. J. Mochrie, T. Greytak, S. E. Nagler, L. E. Berman, G. A. Held, G. B. Stephenson, Nature 1991, 352, 608.
Y. Chushkin, A. Gulotta, F. Roosen-Runge, A. Pal, A. Stradner, P. Schurtenberger, Phys. Rev. Lett. 2022, 129, 238001.
B. M. Yavitt, D. Salatto, Y. Zhou, Z. Huang, M. Endoh, L. Wiegart, V. Bocharova, A. E. Ribbe, A. P. Sokolov, K. S. Schweizer, T. Koga, ACS Nano 2021, 15, 11501.
F. Lehmkühler, F. Dallari, A. Jain, M. Sikorski, J. Möller, L. Frenzel, I. Lokteva, G. Mills, M. Walther, H. Sinn, F. Schulz, M. Dartsch, V. Markmann, R. Bean, Y. Kim, P. Vagovic, A. Madsen, A. P. Mancuso, G. Grübel, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2020, 117, 24110.
B. Ruta, S. Hechler, N. Neuber, D. Orsi, L. Cristofolini, O. Gross, B. Bochtler, M. Frey, A. Kuball, S. S. Riegler, M. Stolpe, Z. Evenson, C. Gutt, F. Westermeier, R. Busch, I. Gallino, Phys. Rev. Lett. 2020, 125, 055701.
O. G. Shpyrko, E. D. Isaacs, J. M. Logan, Y. J. Feng, G. Aeppli, R. Jaramillo, H. C. Kim, T. F. Rosenbaum, P. Zschack, M. Sprung, S. Narayanan, A. R. Sandy, Nature 2007, 447, 68.
C. G. Schroer, I. Agapov, W. Brefeld, R. Brinkmann, Y.-C. Chae, H.-C. Chao, M. Eriksson, J. Keil, X. Nuel Gavaldà, R. Röhlsberger, O. H. Seeck, M. Sprung, M. Tischer, R. Wanzenberg, E. Weckert, J. Synchrotron Radiat. 2018, 25, 1277.
J. Björklund Svensson, T. K. Charles, O. Lundh, S. Thorin, Phys. Rev. Accel. Beams 2019, 22, 104401.
D. Chenevier, A. Joly, Synchrotron Radiat. News 2018, 31, 32.
D. Pennicard, S. Smoljanin, F. Pithan, M. Sarajlic, A. Rothkirch, Y. Yu, H. P. Liermann, W. Morgenroth, B. Winkler, Z. Jenei, H. Stawitz, J. Becker, H. Graafsma, J. Instrum. 2018, 13, C01026.
A. Allahgholi, J. Becker, A. Delfs, R. Dinapoli, P. Goettlicher, D. Greiffenberg, B. Henrich, H. Hirsemann, M. Kuhn, R. Klanner, A. Klyuev, H. Krueger, S. Lange, T. Laurus, A. Marras, D. Mezza, A. Mozzanica, M. Niemann, J. Poehlsen, J. Schwandt, I. Sheviakov, X. Shi, S. Smoljanin, L. Steffen, J. Sztuk-Dambietz, U. Trunk, Q. Xia, M. Zeribi, J. Zhang, M. Zimmer, et al., J. Synchrotron Radiat. 2019, 26, 74.
R. Ballabriga, M. Campbell, X. Llopart, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 2018, 878, 10.
J. Möller, M. Reiser, J. Hallmann, U. Boesenberg, A. Zozulya, H. Rahmann, A. L. Becker, F. Westermeier, T. Zinn, F. Zontone, C. Gutt, A. Madsen, J. Synchrotron Radiat. 2019, 26, 1705.
J. Song, Q. Zhang, F. de Quesada, M. H. Rizvi, J. B. Tracy, J. Ilavsky, S. Narayanan, E. Del Gado, R. L. Leheny, N. Holten-Andersen, G. H. McKinley, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2022, 119, e2201566119.
J. P. Horwath, X.-M. Lin, H. He, Q. Zhang, E. M. Dufresne, M. Chu, S. K. R. Sankaranarayanan, W. Chen, S. Narayanan, M. J. Cherukara, arXiv: 2212.03984v1, 2022.
X. Mou, J. Tang, Y. Lyu, Q. Zhang, S. Yang, F. Xu, W. Liu, M. Xu, Y. Zhou, W. Sun, Y. Zhong, B. Gao, P. Yu, H. Qian, H. Wu, Sci. Adv. 2021, 7, eabh0648.
X. Xiang, J. Rao, C. Lim, Q. Huang, S. Zhao, Z. Fan, J. W. Han, Y. Chen, ACS Appl. Electron. Mater. 2022, 4, 2729.
H. Jeen, W. S. Choi, M. D. Biegalski, C. M. Folkman, I. C. Tung, D. D. Fong, J. W. Freeland, D. Shin, H. Ohta, M. F. Chisholm, H. N. Lee, Nat. Mater. 2013, 12, 1057.
H. Jeen, W. S. Choi, J. W. Freeland, H. Ohta, C. U. Jung, H. N. Lee, Adv. Mater. 2013, 25, 3651.
Units of reciprocal lattice units, defined with respect to the substrate.
Q. Zhang, G. Hu, V. Starchenko, G. Wan, E. M. Dufresne, Y. Dong, H. Liu, H. Zhou, H. Jeen, K. Saritas, J. T. Krogel, F. A. Reboredo, H. N. Lee, A. R. Sandy, I. C. Almazan, P. Ganesh, D. D. Fong, Phys. Rev. Lett. 2022, 129, 235701.
A. R. Sandy, Q. Zhang, L. B. Lurio, Annu. Rev. Mater. Res. 2018, 48, 167.
Q. Zhang, E. M. Dufresne, P. Chen, J. Park, M. P. Cosgriff, M. Yusuf, Y. Dong, D. D. Fong, H. Zhou, Z. Cai, R. J. Harder, S. Callori, M. Dawber, P. G. Evans, A. R. Sandy, Phys. Rev. Lett. 2017, 118, 097601.
J.-D. Su, A. R. Sandy, J. Mohanty, O. G. Shpyrko, M. Sutton, Phys. Rev. B: Condens. Matter 2012, 86, 205105.
S.-W. Chen, H. Guo, K. A. Seu, K. Dumesnil, S. Roy, S. K. Sinha, Phys. Rev. Lett. 2013, 110, 217201.
O. Chubar, M. Rakitin, Y. C. K. Chen-Wiegart, A. Fluerasu, L. Wiegart, Proc. SPIE 2017, 10388, 1038811.
A. V. Zozulya, A. Shabalin, H. Schulte-Schrepping, J. Heuer, M. Spiwek, I. Sergeev, I. Besedin, I. A. Vartanyants, M. Sprung, J. Phys. Conf. Ser. 2014, 499, 012003.
E. Bakken, N. L. Allan, T. H. K. Barron, C. E. Mohn, I. T. Todorov, S. Stolen, Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 2237.
S. Stolen, E. Bakken, C. E. Mohn, Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 429.
S. Yamakawa, N. Nagasako, H. Yamasaki, T. Koyama, R. Asahi, Solid State Ionics 2018, 319, 209.
N. Nadkarni, T. Zhou, D. Fraggedakis, T. Gao, M. Z. Bazant, Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1902821.
K. Zhang, J. Wang, Y. Huang, L.-Q. Chen, P. Ganesh, Y. Cao, npj Comput. Mater. 2020, 6, 198.
J. W. Cahn, J. E. Hilliard, J. Chem. Phys. 1958, 28, 258.
H. E. Cook, Acta Metall. 1970, 18, 297.
D. D. Fong, S. Ramanathan, APL Mater. 2017, 5, 042201.
S. Ramanathan, Nature 2017, 546, 40.
H. Liu, Y. Dong, M. J. Cherukara, K. Sasikumar, B. Narayanan, Z. Cai, B. Lai, L. Stan, S. Hong, M. K. Y. Chan, S. K. R. S. Sankaranarayanan, H. Zhou, D. D. Fong, ACS Nano 2018, 12, 4938.
H.-T. Zhang, Z. Zhang, H. Zhou, H. Tanaka, D. D. Fong, S. Ramanathan, Adv. Phys. X 2019, 4, 1523686.
H.-T. Zhang, P. Panda, J. Lin, Y. Kalcheim, K. Wang, J. W. Freeland, D. D. Fong, S. Priya, I. K. Schuller, S. K. R. S. Sankaranarayanan, K. Roy, S. Ramanathan, Appl. Phys. Rev. 2020, 7, 011309.
F. Gunkel, D. V. Christensen, Y. Z. Chen, N. Pryds, Appl. Phys. Lett. 2020, 116, 120505.
D. Li, K. Lee, B. Y. Wang, M. Osada, S. Crossley, H. R. Lee, Y. Cui, Y. Hikita, H. Y. Hwang, Nature 2019, 572, 624.
M. Osada, B. Y. Wang, B. H. Goodge, K. Lee, H. Yoon, K. Sakuma, D. Li, M. Miura, L. F. Kourkoutis, H. Y. Hwang, Nano Lett. 2020, 20, 5735.
M. Osada, B. Y. Wang, B. H. Goodge, S. P. Harvey, K. Lee, D. Li, L. F. Kourkoutis, H. Y. Hwang, Adv. Mater. 2021, 33, 2104083.
Z. Evenson, B. Ruta, S. Hechler, M. Stolpe, E. Pineda, I. Gallino, R. Busch, Phys. Rev. Lett. 2015, 115, 175701.
A. Duri, L. Cipelletti, Europhys. Lett. 2006, 76, 972.
A. Fluerasu, M. Sutton, E. M. Dufresne, Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 055501.