Skip to main content
Log in

Correlation of plume dynamics and oxygen pressure with VO2 stoichiometry during pulsed laser deposition

  • Published:
Applied Physics A Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Vanadium dioxide thin films have been deposited on Corning glass substrates by a KrF laser ablation of V2O5 target at the laser fluence of 2 J cm−2. The substrate temperature and the target-substrate distance were set to 500 C and 4 cm, respectively. X-ray diffraction analysis showed that pure VO2 is only obtained at an oxygen pressure range of 4×10−3–2×10−2 mbar. A higher optical switching contrast was obtained for the VO2 films deposited at 4×10−3–10−2 mbar. The films properties were correlated to the plume-oxygen gas interaction monitored by fast imaging of the plume.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5
Fig. 6
Fig. 7

Similar content being viewed by others

References

  1. F.J. Morin, Phys. Rev. Lett. 3, 34 (1959)

    Article  ADS  Google Scholar 

  2. A. Gupta, J. Narayan, T. Dutta, Appl. Phys. Lett. 97, 151912 (2010)

    Article  ADS  Google Scholar 

  3. D. Ruzmetov, S. Ramanathan, Thin Film Metal-Oxides (Springer, New York, 2010), pp. 51–94

    Book  Google Scholar 

  4. J.B. Kana Kana, J.M. Ndjaka, P. Owono Ateba, B.D. Ngom, N. Manyala, O. Nemraoui, A.C. Beye, M. Maaza, Appl. Surf. Sci. 254, 3959 (2008)

    Article  ADS  Google Scholar 

  5. T.D. Manning, I.P. Parkin, R.J.H. Clark, D. Sheel, M.E. Pemble, D. Vernadou, J. Mater. Chem. 12, 2936 (2002)

    Article  Google Scholar 

  6. J. Lappalainen, S. Heinilehto, S. Saukko, V. Lantto, H. Jantunen, Sens. Actuators A, Phys. 142, 250 (2008)

    Article  Google Scholar 

  7. M. Borek, F. Qian, V. Nagabushnam, R.K. Singh, Appl. Phys. Lett. 63, 3288 (1993)

    Article  ADS  Google Scholar 

  8. D. Ruzmetov, S.D. Senanayake, V. Narayanamurti, S. Ramanathan, Phys. Rev. B 77, 195442 (2008)

    Article  ADS  Google Scholar 

  9. B. Chen, D. Yang, P.A. Charpentier, M. Zeman, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 93, 1550 (2009)

    Article  Google Scholar 

  10. H. Liu, O. Vasquez, V.R. Santiago, L. Diaz, A.J. Rua, F.E. Fernandez, J. Electron. Mater. 34, 491 (2005)

    Article  ADS  Google Scholar 

  11. F. Dumas-Bouchiat, C. Champeaux, A. Catherinot, Appl. Phys. Lett. 91, 223505 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  12. G.J. Kovács, D. Bürger, I. Skorupa, H. Reuther, R. Heller, H. Schmidt, J. Appl. Phys. 109, 063708 (2011)

    Article  ADS  Google Scholar 

  13. A. Gupta, J. Narayan, T. Dutta, Appl. Phys. Lett. 97, 151912 (2010)

    Article  ADS  Google Scholar 

  14. D.H. Kim, H.S. Kwok, Appl. Phys. Lett. 65, 3188 (1994)

    Article  ADS  Google Scholar 

  15. A. Bailini, F. Di Fonzo, M. Fusi, C.S. Casari, A. Li Bassi, V. Russo, A. Baserga, C.E. Bottani, Appl. Surf. Sci. 253, 8130 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  16. D. Dellasega, A. Facibeni, F. Di Fonzo, V. Russo, C. Conti, C. Ducati, C.S. Casari, A. Li Bassi, C.E. Bottani, Appl. Surf. Sci. 255, 5248 (2009)

    Article  ADS  Google Scholar 

  17. S. Lafane, T. Kerdja, S. Abdelli-Messaci, S. Malek, M. Maaza, Appl. Surf. Sci. 256, 1377 (2009)

    Article  ADS  Google Scholar 

  18. J.A. Chaos, J. Gonzalo, C.N. Afonso, J. Perriére, M.T. Garcia Gonzalez, Appl. Phys. A 72, 705 (2001)

    Article  ADS  Google Scholar 

  19. J. Gonzalo, C.N. Afonso, J.M. Ballestros, Appl. Surf. Sci. 109/110, 606 (1997)

    Article  Google Scholar 

  20. A.A. Voevodin, J.G. Jones, J.S. Zabinski, J. Appl. Phys. 92, 724 (2002)

    Article  ADS  Google Scholar 

  21. S. Amoruso, C. Aruta, R. Bruzzese, D. Maccariello, L. Maritato, F. Miletto Granozio, P. Orgiani, U. Scotti di Uccio, X. Wang, J. Appl. Phys. 108, 043302 (2010)

    Article  ADS  Google Scholar 

  22. S. Amoruso, M. Angeloni, G. Balestrino, N. Boggio, R. Bruzzese, P.G. Medaglia, A. Tebano, M. Vitiello, X. Wang, Appl. Surf. Sci. 247, 64 (2005)

    Article  ADS  Google Scholar 

  23. S. Lafane, T. Kerdja, S. Abdelli-Messaci, S. Malek, M. Maaza, Appl. Phys. A 98, 375 (2010)

    Article  ADS  Google Scholar 

  24. J.Y. Suh, R. Lopez, L.C. Feldman, R.F. Haglund, J. Appl. Phys. 96, 1209 (2004)

    Article  ADS  Google Scholar 

  25. S. Amoruso, A. Sambri, M. Vitiello, X. Wang, Appl. Surf. Sci. 252, 4712 (2006)

    Article  ADS  Google Scholar 

  26. A. Sambri, S. Amoruso, X. Wang, F.M. Granozio, R. Bruzzese, J. Appl. Phys. 104, 053304 (2008)

    Article  ADS  Google Scholar 

  27. S. Amoruso, J. Schou, J.G. Lunney, Appl. Phys. A 92, 907 (2008)

    Article  ADS  Google Scholar 

  28. A. Sambri, S. Amoruso, X. Wang, M. Radovic’, F.M. Granozio, R. Bruzzese, Appl. Phys. Lett. 91, 151501 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  29. M.R. Predtechensky, A.P. Mayorov, Appl. Supercond. 1, 2011 (1993)

    Article  Google Scholar 

  30. R. Gomez-San Roman, R. Pérez Casero, C. Maréchal, J.P. Enard, J. Perrière, J. Appl. Phys. 80, 1787 (1996)

    Article  ADS  Google Scholar 

  31. N. Chaoui, E. Millon, J.F. Muller, P. Ecker, W. Bieck, H.N. Migeon, Mater. Chem. Phys. 59, 114 (1999)

    Article  Google Scholar 

  32. P.E. Dyer, A. Issa, P.H. Key, Appl. Phys. Lett. 57, 186 (1990)

    Article  ADS  Google Scholar 

  33. S. Amoruso, A. Sambri, X. Wang, Appl. Surf. Sci. 253, 7696 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  34. D.B. Chrisey, G.K. Hubler, Pulsed Laser Deposition of Thin Films (Wiley, New York, 1994)

    Google Scholar 

  35. D. Bäuerle, Laser Processing and Chemistry (Springer, Berlin, 2000)

    Book  Google Scholar 

  36. P.R. Wilmott, J.R. Hubert, Rev. Mod. Phys. 72(1) (2000)

  37. H.S. Kwok, H.S. Kim, D.H. Kim, W.P. Shen, X.W. Sun, R.F. Xiao, Appl. Surf. Sci. 109, 595 (1997)

    Article  ADS  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to S. Lafane.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Lafane, S., Kerdja, T., Abdelli-Messaci, S. et al. Correlation of plume dynamics and oxygen pressure with VO2 stoichiometry during pulsed laser deposition. Appl. Phys. A 112, 159–164 (2013). https://doi.org/10.1007/s00339-012-7223-9

Download citation

  • Received:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00339-012-7223-9

Keywords

Navigation