Dynamic Atomic Reconstruction: How Fe3O4 Thin Films Evade Polar Catastrophe for Epitaxy

Chang, C. F. und Hu, Z. und Klein, Stefan und Liu, X. H. und Sutarto, R. und Tanaka, A. und Cezar, J. C. und Brookes, N. B. und Lin, H.-J. und Hsieh, H. H. und Chen, C. T. und Rata, A. D. und Tjeng, L.H. (2016) Dynamic Atomic Reconstruction: How Fe3O4 Thin Films Evade Polar Catastrophe for Epitaxy. Physical Review X, 6, 041011. American Physical Society. doi: 10.1103/PhysRevX.6.041011. ISSN 2160-3308.

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Kurzfassung

Polar catastrophe at the interface of oxide materials with strongly correlated electrons has triggered a flurry of new research activities. The expectations are that the design of such advanced interfaces will become a powerful route to engineer devices with novel functionalities. Here, we investigate the initial stages of growth and the electronic structure of the spintronic Fe3O4/MgO(001) interface. Using soft x-ray absorption spectroscopy, we have discovered that the so-called A-sites are ompletely missing in the first Fe3O4 monolayer. This discovery allows us to develop an unexpected but elegant growth principle in which, during deposition, the Fe atoms are constantly on the move to solve the divergent electrostatic potential problem, thereby ensuring epitaxy and stoichiometry at the same time. This growth principle provides a new perspective for the design of interfaces.

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Dokumentart:

Zeitschriftenbeitrag

Titel:

Dynamic Atomic Reconstruction: How Fe3O4 Thin Films Evade Polar Catastrophe for Epitaxy

Autoren:

Autoren	Institution oder E-Mail-Adresse	Autoren-ORCID-iD	ORCID Put Code
Chang, C. F.	Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids, Nöthnitzer Straße 40, 01187 Dresden, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hu, Z.	max-planck-institut für chemische physik fester stoffe, nöthnitzer straße 40, 01187 dresden, germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Klein, Stefan	II. Physikalisches Institut, Universität zu Köln, Zülpicher Str. 77, 50937 Köln, Germany; resent address: Institute of Materials Physics in Space, German Aerospace Center, Linder Hohe, 51147 Köln, Germany.	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Liu, X. H.	Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids, Nöthnitzer Straße 40, 01187 Dresden, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Sutarto, R.	II. Physikalisches Institut, Universität zu Köln, Zülpicher Str. 77, 50937 Köln, Germany; Present address: Canadian Light Source, Saskatoon, Saskatchewan S7N 2V3, Canada.	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Tanaka, A.	Department of Quantum Matter, ADSM, Hiroshima University, Higashi-Hiroshima 739-8530, Japan	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Cezar, J. C.	European Synchrotron Radiation Facility, 71 Avenue des Martyrs, 38000 Grenoble, France; Present address: National Center for Research in Energy and Materials, Brazilian Synchrotron Light Laboratory, C.P. 6192, 13083-970, Campinas, SP, Brazil.	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Brookes, N. B.	European Synchrotron Radiation Facility, 71 Avenue des Martyrs, 38000 Grenoble, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Lin, H.-J.	national synchrotron radiation research center (nsrrc), 101 hsin-ann road, hsinchu 30077, taiwan	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hsieh, H. H.	Chung Cheng Institute of Technology, National Defense University, Taoyuan 335, Taiwan	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Chen, C. T.	national synchrotron radiation research center (nsrrc), 101 hsin-ann road, hsinchu 30077, taiwan	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Rata, A. D.	Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids, Nöthnitzer Straße 40, 01187 Dresden, Germany; Present address: Institute of Physics, Martin Luther University, Halle-Wittenberg, 06099 Halle, Germany.	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Tjeng, L.H.	max-planck-institut für chemische physik fester stoffe, nöthnitzer straße 40, 01187 dresden, germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT

Datum:

18 Oktober 2016

Erschienen in:

Physical Review X

Referierte Publikation:

Open Access:

Gold Open Access:

In SCOPUS:

In ISI Web of Science:

Band:

DOI:

10.1103/PhysRevX.6.041011

Seitenbereich:

041011

Verlag:

American Physical Society

ISSN:

2160-3308

Status:

veröffentlicht

Stichwörter:

Condensed Matter Physics, Materials Science, Spintronics

HGF - Forschungsbereich:

Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr

HGF - Programm:

Raumfahrt

HGF - Programmthema:

Forschung unter Weltraumbedingungen

DLR - Schwerpunkt:

Raumfahrt

DLR - Forschungsgebiet:

R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen

DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):

R - Vorhaben Materialwissenschaftliche Forschung (alt)

Standort:

Köln-Porz

Institute & Einrichtungen:

Institut für Materialphysik im Weltraum > Wissenschaftliche Experimente

Hinterlegt von:

Kargl, Dr Florian

Hinterlegt am:

05 Jan 2017 08:41

Letzte Änderung:

30 Mai 2019 22:07

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