Structure et propriétés physiques de films minces RENiO3 (RE = Sm, Nd) élaborés par MOCVD

Structure and physical properties of thin films RENiO3 (RE=Sm, Nd) prepared by MOCVD

• Auteur / Autrice : Cécile Girardot
• Direction : Francois Weiss, Stéphane Pignard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux, mécanique, génie civil, électrochimie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

Épitaxie

Dépôt en phase vapeur par organométalliques

Couches minces

Oxydes

Résumé

Les nickelates de terres rares possèdent à la fois une transition électrique et magnétique pour une température dépendante de la terre rare. Nous avons synthétisé par MOCVD des films minces Sm1-xNdxNiO3 (0<x<1) stabilisés par épitaxie sur des substrats pérovskites LaAlO3 et SrTiO3. Les effets de l'épaisseur et de la composition sur leur structure et leurs propriétés de conduction électronique ont été étudiés. La diffraction aux rayons X et la microscopie électronique ont révélé une structure similaire quelle que soit la composition, mais fortement dépendante du substrat et de l'épaisseur. Des mesures de résistivité en fonction de la température ont montré la présence de la transition métal-isolant seulement sur les films présentant peu de défauts structuraux. Les études par spectroscopie Raman mettent en évidence que la transition métal-isolant est accompagnée d'une transition structurale quel que soit x.

Rare earth nickelates present both electric and magnetic phase transitions, whereof the critical temperatures can be tuned with the rare earth size. Using MOCVD, we have synthesized Sm1-xNdxNiO3 (0<x<1) thin films, stabilized by epitaxial strain on LaAlO3 and SrTiO3 perovskite-type subtrates. The effect of the film thickness and the chemical composition on structural and electrical properties has been investigated. X-ray diffraction and electron microscopy suggest that the microstructure is similar for different chemical compositions. On the other hand, the microstructure does strongly depend on the film thickness and the used substrate. Resistivity measurements as a function of temperature illustrate a well-defined metal insulator transition for films with only few structural defects. A temperature-dependent investigation of the films by Raman scattering provides evidence that the metal-insulator transition is accompanied by a structural phase transition.