Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 3/2018

02.11.2017

Enabling magnetoelastic coupling in Ni/VO2 heterostructure by structural phase transition

verfasst von: Yuanjun Yang, Bin Hong, Haoliang Huang, Zhenlin Luo, Chen Gao, Chaoyang Kang, Xiaoguang Li

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 3/2018

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Strain engineering is a popular approach for manipulating material properties through modifying crystal structures and/or electron-lattice interactions. In this work, we used a phase transition material, vanadium dioxide (VO2) as an active and reconfigurable substrate to generate a controllable strain. Amorphous ferromagnetic Ni thin films were deposited on the (010)-VO2/(0001)-Al2O3 substrates. It is observed that the magnetic moments of the Ni thin film were modulated by interfacing it with the VO2 thin film. We observed a hysteresis in the magnetic moment-temperature curves in the vicinity of the metal–insulator transition of the VO2 thin films at a low magnetic field bias (< 30 Oe). This result can be attributed to magnetoelastic coupling between the Ni and VO2 thin films through a reversible structural phase transition. As the bias field was increased, the hysteresis was suppressed and eventually disappeared. The competition between the magnetoelastic energy and external Zeeman energy can explain these behaviors. Our observations suggest a promising approach to dynamically controlling the properties of functional thin films by strain engineering.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat A. Stern, M. Dzero, V.M. Galitski, Z. Fisk, J. Xia, Nat. Mater. 16, 708 (2017) A. Stern, M. Dzero, V.M. Galitski, Z. Fisk, J. Xia, Nat. Mater. 16, 708 (2017)
2.
Zurück zum Zitat Y. Zhu, R.L. Withers, L. Bourgeois, C. Dwyer, J. Etheridge, Nat. Mater. 14, 1142–1149 (2015)CrossRef Y. Zhu, R.L. Withers, L. Bourgeois, C. Dwyer, J. Etheridge, Nat. Mater. 14, 1142–1149 (2015)CrossRef
3.
4.
Zurück zum Zitat A. Llordés, A. Palau, J. Gázquez, M. Coll, R. Vlad et al., Nat. Mater. 11, 329 (2012)CrossRef A. Llordés, A. Palau, J. Gázquez, M. Coll, R. Vlad et al., Nat. Mater. 11, 329 (2012)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Y. Li, Y. Liu, J. Liu, L. Ren, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27, 4981 (2016) Y. Li, Y. Liu, J. Liu, L. Ren, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27, 4981 (2016)
6.
Zurück zum Zitat K.J. Choi, M. Biegalski, Y.L. Li, A. Sharan et al., Science 306, 1005 (2004)CrossRef K.J. Choi, M. Biegalski, Y.L. Li, A. Sharan et al., Science 306, 1005 (2004)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat M.L. Lee, E.A. Fitzgerald, M.T. Bulsara, M.T. Currie, A. Lochtefeld, J. Appl. Phys. 97, 011101 (2005)CrossRef M.L. Lee, E.A. Fitzgerald, M.T. Bulsara, M.T. Currie, A. Lochtefeld, J. Appl. Phys. 97, 011101 (2005)CrossRef
8.
9.
10.
Zurück zum Zitat H. Palneedi, D. Maurya, G.-Y. Kim et al., Adv. Mater. 29, 1605688 (2017)CrossRef H. Palneedi, D. Maurya, G.-Y. Kim et al., Adv. Mater. 29, 1605688 (2017)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat M. Liu, T. Nan, J.-M. Hu, S.-S. Zhao et al., NPG Asia Mater. 8, e316 (2016)CrossRef M. Liu, T. Nan, J.-M. Hu, S.-S. Zhao et al., NPG Asia Mater. 8, e316 (2016)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat K. Cai, M. Yang, H. Ju et al., Nat. Mater. 16, 712 (2017) K. Cai, M. Yang, H. Ju et al., Nat. Mater. 16, 712 (2017)
13.
Zurück zum Zitat C. Thiele, K. Dörr, O. Bilani, J. Rödel, L. Schultz, Phys. Rev. B 75, 054408 (2007)CrossRef C. Thiele, K. Dörr, O. Bilani, J. Rödel, L. Schultz, Phys. Rev. B 75, 054408 (2007)CrossRef
14.
15.
Zurück zum Zitat S.J. Hao, L.S. Cui, D.Q. Jiang, X.D. Han et al., Science 339, 1191 (2013)CrossRef S.J. Hao, L.S. Cui, D.Q. Jiang, X.D. Han et al., Science 339, 1191 (2013)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Y. Wang, L. Seewald, Y.-Y. Sun et al., Adv. Mater. 28, 8975–8982 (2016)CrossRef Y. Wang, L. Seewald, Y.-Y. Sun et al., Adv. Mater. 28, 8975–8982 (2016)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat X. Xiao, S. Li, H. Wei, D. Sun, Y. Wu, G. Jin, F. Wang, Y. Zou, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 4226 (2015) X. Xiao, S. Li, H. Wei, D. Sun, Y. Wu, G. Jin, F. Wang, Y. Zou, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 4226 (2015)
18.
Zurück zum Zitat Y. Zhao, J. Hao, C. Chen, Z. Fan, J. Phys. 24, 035601 (2012) Y. Zhao, J. Hao, C. Chen, Z. Fan, J. Phys. 24, 035601 (2012)
19.
Zurück zum Zitat H.-T. Zhang, L. Guo, G. Stone, L. Zhang et al., Adv. Funct. Mater. 26, 6612–6618 (2016)CrossRef H.-T. Zhang, L. Guo, G. Stone, L. Zhang et al., Adv. Funct. Mater. 26, 6612–6618 (2016)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat V.R. Kolbunov, A.S. Tonkoshkur, I.V. Gomilko, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28, 8322 (2017) V.R. Kolbunov, A.S. Tonkoshkur, I.V. Gomilko, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28, 8322 (2017)
21.
22.
Zurück zum Zitat J. de la Venta, S. Wang, J.G. Ramirez, I.K. Schuller, Appl. Phys. Lett. 102, 122404 (2013)CrossRef J. de la Venta, S. Wang, J.G. Ramirez, I.K. Schuller, Appl. Phys. Lett. 102, 122404 (2013)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat J.L. Hockel, S.D. Pollard et al., Appl. Phys. Lett. 102, 242901 (2013)CrossRef J.L. Hockel, S.D. Pollard et al., Appl. Phys. Lett. 102, 242901 (2013)CrossRef
24.
25.
26.
Zurück zum Zitat K. Hu, Y. Yang, L. Wang, B. Hong et al., J. Alloys Compd. 699, 575 (2017)CrossRef K. Hu, Y. Yang, L. Wang, B. Hong et al., J. Alloys Compd. 699, 575 (2017)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat N. Li, M. Hu, J.-R. Liang, X. Liu, M.-J. Wu, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 6920 (2015) N. Li, M. Hu, J.-R. Liang, X. Liu, M.-J. Wu, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 6920 (2015)
29.
Zurück zum Zitat I. Yamaguchi, T. Manabe, T. Tsuchiya, T. Nakajima et al., Jpn. J. Appl. Phys. 47, 1022 (2008)CrossRef I. Yamaguchi, T. Manabe, T. Tsuchiya, T. Nakajima et al., Jpn. J. Appl. Phys. 47, 1022 (2008)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat M.R. Bayati, R. Molaei, R.J. Narayan, J. Narayan et al., Appl. Phys. Lett. 100, 251606 (2012)CrossRef M.R. Bayati, R. Molaei, R.J. Narayan, J. Narayan et al., Appl. Phys. Lett. 100, 251606 (2012)CrossRef
31.
32.
33.
Zurück zum Zitat H. Qiu, M. Yang, Y. Dong, H. Xu, B. Hong et al., New J. Phys. 17, 113016 (2015)CrossRef H. Qiu, M. Yang, Y. Dong, H. Xu, B. Hong et al., New J. Phys. 17, 113016 (2015)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat Y. Gao, J.-M. Hu, C.T. Nelson, T.N. Yang, Y. Shen, L.Q. Chen, R. Ramesh, C.W. Nan, Sci. Rep. 6, 23696 (2016)CrossRef Y. Gao, J.-M. Hu, C.T. Nelson, T.N. Yang, Y. Shen, L.Q. Chen, R. Ramesh, C.W. Nan, Sci. Rep. 6, 23696 (2016)CrossRef
35.
37.
38.
Zurück zum Zitat J. Peng, H.-S. Luo, D. Lin, H.-Q. Xu, T.-H. He, W.-Q. Jin, Appl. Phys. Lett. 85, 6221 (2004)CrossRef J. Peng, H.-S. Luo, D. Lin, H.-Q. Xu, T.-H. He, W.-Q. Jin, Appl. Phys. Lett. 85, 6221 (2004)CrossRef
39.
Zurück zum Zitat M. Liu, O. Obi, J. Lou, Y. Chen, Z. Cai, S. Stoute, M. Espanol et al., Adv. Func. Mater. 19, 1182–1185 (2009) M. Liu, O. Obi, J. Lou, Y. Chen, Z. Cai, S. Stoute, M. Espanol et al., Adv. Func. Mater. 19, 1182–1185 (2009)
40.
Zurück zum Zitat M. Liu, O. Obi, Z. Cai, J. Lou, G. Yang, K.S. Ziemer, N.X. Sun, J. Appl. Phys. 107, 073916 (2010)CrossRef M. Liu, O. Obi, Z. Cai, J. Lou, G. Yang, K.S. Ziemer, N.X. Sun, J. Appl. Phys. 107, 073916 (2010)CrossRef
Metadaten
Titel
Enabling magnetoelastic coupling in Ni/VO2 heterostructure by structural phase transition
verfasst von
Yuanjun Yang
Bin Hong
Haoliang Huang
Zhenlin Luo
Chen Gao
Chaoyang Kang
Xiaoguang Li
Publikationsdatum
02.11.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 3/2018
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-017-8178-6

Weitere Artikel der Ausgabe 3/2018

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 3/2018 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt