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01.03.2015 | Original Paper | Ausgabe 3/2015

Journal of Sol-Gel Science and Technology 3/2015

Topotactic reductive fluorination of strontium cobalt oxide epitaxial thin films

Zeitschrift:
Journal of Sol-Gel Science and Technology > Ausgabe 3/2015
Autoren:
Tsukasa Katayama, Akira Chikamatsu, Yasushi Hirose, Tomoteru Fukumura, Tetsuya Hasegawa

Abstract

Since the discovery of oxyfluoride cuprate superconductors, many efforts have been made to search for new transition-metal oxyfluoride compounds. Recently, the topotactic fluorination reaction using polyvinylidene fluoride (PVDF) has gained attention because of the low-temperature synthesis of oxyfluorides. In this study, we report the fabrication of SrCoO x F y epitaxial thin films via topotactic fluorination of SrCoO2.5 precursor films with PVDF. X-ray diffraction analysis showed that the SrCoO x F y film, with an anion-vacant perovskite structure, was obtained by fluorination at 150 °C and that the in-plane lattice constant was completely dependent on the substrate. Energy dispersive X-ray spectrometry revealed that the chemical composition of the fluorinated film was SrCoO1.9±0.4F0.5±0.1 and X-ray photoemission spectroscopy showed that the Co ions had a mixed valence state of 2+ and 3+. This valence state was smaller than that in the SrCoO2.5 precursor film, indicating that PVDF acted as a reductive fluorinating agent for the SrCoO2.5 film. Moreover, the SrCoO1.9±0.4F0.5±0.1 film did not exhibit ferromagnetism even at 10 K, suggesting the presence of an antiferromagnetic interaction between the Co ions.

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