Управление неоднородным состоянием в эпитаксиальных пленках La₀.₇Sr₀.₃MnO₃₋δ

Abstract

Изучены особенности формирования неоднородного состояния в пленках La₀.₇Sr₀.₃MnO₃₋δ (LSMO) в зависимости от кислородного содержания (КС) данного химического соединения. Для пошагового изменения КС использована серия термообработок пленочной структуры в кислородсодержащей атмосфере. Контроль КС пленки осуществлен косвенным методом, исходя из температуры фазового перехода металл–изолятор. При превышении пороговых значений КС в случаях как недостатка, так и избытка кислорода установлены особенности экспериментально наблюдаемых характеристик в виде гистерезиса температурных зависимостей электрического сопротивления. Эти особенности свидетельствуют о формировании неоднородного состояния, которое принято называть «фазой, подобной фазе Гриффитса». Его природа обусловлена формированием так называемого «замороженного беспорядка». Установлено, что с ростом кислородного дефицита температурная область колоссального магнитосопротивления LSMO-пленки существенно расширяется. Обсуждена специфика калибровки косвенного метода контроля КС в окрестности стехиометрического состава в пленках различного качества.

The specific formation of an inhomogeneous state dependent on the oxygen concentration (OC) in the films of chemical compound La₀.₇Sr₀.₃MnO₃₋δ (LSMO) is investigated. To vary the OC step-by-step, a serial heat treatment procedure of the film structure in oxygen containing atmosphere has been applied. The film OC was controlled by an indirect method based on the interrelation between the oxygen index and the temperature of the metal-insulator phase transition. In the case of OC deficit, as well as at OC excess, the hysteresis of temperature dependency of the electrical resistance is revealed. This feature indicates the existence of an inhomogeneous state in the film, which is normally treated as the phase similar to Griffith’s one. The nature of the non-uniform film material state is caused by the so-called «frozen disorder». It has been found that the temperature range of the colossal magnetoresistance of LSMO films significantly expands with an increase of the oxygen deficiency. Indirect method of OC control in the vicinity of the stoichiometric composition for the films of different quality is proposed. The specificity of calibration of the above indirect method is discussed.