Croissance de couches minces par épitaxie combinatoire pour applications énergétiques et électroniques

Les oxydes de métaux de transition à structure pérovskite ABO3 présentent des degrés de liberté structurels et électroniques fortement enchevêtrés. On s'attend donc à découvrir des phases et des propriétés exotiques en agissant sur le réseau par le biais de divers stimuli externes. L'ingénierie des contraintes épitaxiales dans les couches minces d'oxydes est un moyen important d'adapter la distorsion du réseau cristallin par l'effet coopératif de Jahn Teller. En utilisant les couches minces actives PrVO3 de Jahn Teller comme système modèle, la corrélation structurelle avec le magnétisme est établie. Nous imposons différentes contraintes de contrainte épitaxiale dans les films minces PrVO3 via différents moyens, tels que, en utilisant divers substrats monocristallins disponibles dans le commerce, l'épaisseur du film, des substrats avec des orientations de surface cristallines différentes, etc. En conséquence, des phases nouvelles et cachées, absentes du composé en vrac, commencent à apparaître. Notamment, la contrainte de compression dans les films de PrVO3 améliore l'interaction de super échanges menant à une augmentation de la température de Neel antiferromagnétique, une forte anisotropie magnétique dans les films minces de PrVO3 cultivés sur des substrats SrTiO3 orientés (001), 110 et 111, sont quelques exemples.Transition-metal oxides with an ABO3 perovskite structure exhibit strongly entangled structural and electronic degrees of freedom and thus, one expects to unveil exotic phases and properties by acting on the lattice through various external stimuli. The epitaxial strain engineering in oxide thin films is an important mean to tailor the crystal lattice distortion through cooperative Jahn Teller effect. Using the Jahn Teller active PrVO3 thin films as a model system, the structural correlation with the magnetism is established. We impose different strength of epitaxial strain in PrVO3 thin films via different means, such as, using various commercially available single crystal substrates, film thickness, substrates with different crystal surface orientations, etcetera. As a result, new and hidden phases that are absent in the bulk compound, begin to appear. Namely, the compressive strain in PrVO3 films enhances the super-exchange interaction leading to an increased antiferromagnetic Neel temperature, a strong magnetic anisotropy in PrVO3 thin films grown on (001)-, (110)- and (111)-oriented SrTiO3 substrates, are few examples