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Exploring the Spatial Control of topotactic phase transitions Using Vertically Oriented Epitaxial Interfaces

Nano-Micro Letters 2022年第1期14卷 47-58页

作者： Wenrui Zhang Jie Zhang Shaobo Cheng Christopher M.Rouleau Kim Kisslinger Lihua Zhang Yimei Zhu Thomas Z.Ward Gyula Eres Materials Science and Technology Division Oak Ridge National LaboratoryOak RidgeTN 37831USA Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering Chinese Academy of SciencesNingboZhejiang 315201P.R.China Condensed Matter Physics and Materials Science Brookhaven National LaboratoryUptonNY 11973USA Center for Nanophase Materials Sciences Oak Ridge National LaboratoryOak RidgeTN 37831USA Center for Functional Nanomaterials Brookhaven National LaboratoryUptonNY 11973USA

Engineering oxygen vacancy formation and distribution is a powerful route for controlling the oxygen sublattice evolution that affects diverse functional *** controlling of the oxygen vacancy formation process is particularly important for inducing topotactic phase transitions that occur by transformation of the oxygen *** we demonstrate an epitaxial nanocomposite approach for exploring the spatial control of topotactic phase transition from a pristine perovskite phase to an oxygen vacancy-ordered brownmillerite(BM)phase in a model oxide La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_(3)(LSMO).Incorporating a minority phase NiO in LSMO films creates ultrahigh density of vertically aligned epitaxial interfaces that strongly influence the oxygen vacancy formation and distribution in *** structural characterizations reveal strong interactions between NiO and LSMO across the epitaxial interfaces leading to a topotactic phase transition in LSMO accompanied by significant morphology evolution in *** the NiO nominal ratio as a single control parameter,we obtain intermediate topotactic nanostructures with distinct distribution of the transformed LSMO-BM phase,which enables systematic tuning of magnetic and electrical transport *** use of self-assembled heterostructure interfaces by the epitaxial nanocomposite platform enables more versatile design of topotactic phase structures and correlated functionalities that are sensitive to oxygen vacancies.

关键词： Epitaxial interface Nanocomposite Functional oxides Oxygen vacancy topotactic phase transition

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