XJ
Xiaowei Jin
Author with expertise in Magnetic Skyrmions and Spintronics
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
3
(67% Open Access)
Cited by:
0
h-index:
5
/
i10-index:
0
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Relevance of Platinum Underlayer Crystal Quality for the Microstructure and Magnetic Properties of the Heterostructures YbFeO3/Pt/YSZ(111)

Sondes Bauer et al.Jun 17, 2024
The hexagonal ferrite h-YbFeO3 grown on YSZ(111) by pulsed laser deposition is foreseen as a promising single multiferroic candidate where ferroelectricity and antiferromagnetism coexist for future applications at low temperatures. We studied in detail the microstructure as well as the temperature dependence of the magnetic properties of the devices by comparing the heterostructures grown directly on YSZ(111) (i.e., YbPt_Th0nm) with h-YbFeO3 films deposited on substrates buffered with platinum Pt/YSZ(111) and in dependence on the Pt underlayer film thickness (i.e., YbPt_Th10nm, YbPt_Th40nm, YbPt_Th55nm, and YbPt_Th70nm). The goal was to deeply understand the importance of the crystal quality and morphology of the Pt underlayer for the h-YbFeO3 layer crystal quality, surface morphology, and the resulting physical properties. We demonstrate the relevance of homogeneity, continuity, and hillock formation of the Pt layer for the h-YbFeO3 microstructure in terms of crystal structure, mosaicity, grain boundaries, and defect distribution. The findings of transmission electron microscopy and X-ray diffraction reciprocal space mapping characterization enable us to conclude that an optimum film thickness for the Pt bottom electrode is ThPt = 70 nm, which improves the crystal quality of h-YbFeO3 films grown on Pt-buffered YSZ(111) in comparison with h-YbFeO3 films grown on YSZ(111) (i.e., YbPt_Th0nm). The latter shows a disturbance in the crystal structure, in the up-and-down atomic arrangement of the ferroelectric domains, as well as in the Yb–Fe exchange interactions. Therefore, an enhancement in the remanent and in the total magnetization was obtained at low temperatures below 50 K for h-YbFeO3 films deposited on Pt-buffered substrates Pt/YSZ(111) when the Pt underlayer reached ThPt = 70 nm.
0

Ordered Vacancy Compound Formation at the Interface of Cu(In,Ga)Se2 Absorber with Sputtered In2S3‐Based Buffers: An Atomic‐Scale Perspective

Oana Cojocaru‐Mirédin et al.Nov 24, 2024
The design of a Cd‐free and wider‐bandgap buffer layer is stringent for future Cu(In,Ga)Se 2 (CIGSe) thin‐film solar cell applications. For that, an In 2 S 3 buffer layer alloyed with a limited amount of O (well below 25 mol%) has been proposed as a pertinent alternative solution to CdS or Zn(O,S) buffers. However, the chemical stability of the In 2 S 3 /CIGSe heterointerface when O is added is not completely clear. Therefore, in this work, the buffer/absorber interface for a series of sputter‐deposited In 2 S 3 buffers with and without O is investigated. It is found that the solar cell with the highest open‐circuit voltage is obtained for the O‐free In 2 S 3 buffer sputtered at 220 °C. This improved open‐circuit voltage could be explained by the presence of a 20 nm‐thick ordered vacancy compound (OVC) at the absorber surface. A much thinner OVC layer (5 nm) or even the absence of this layer is found for the cell with In 2 (O 0.25 S 0.75 ) 3 buffer layer where O is inserted. The volume fraction of the OVC layer is directly linked with the magnitude of Cu diffusion from the CIGSe surface into the In 2 (O x S 1− x ) 3 buffer layer. The O addition strongly reduces the Cu diffusion inside the buffer layer up to complete suppression for very high O contents in the buffer. Finally, it is discussed that the presence of the OVC layer may lower the valence band maximum, thereby forming a hole barrier, suppressing charge carrier recombination at the In 2 (O x S 1− x ) 3 /CIGSe interface, which could result in an increased open‐circuit voltage.