Ultrathin freestanding membranes of Zr O 2 with metastable structures and strain-dependent electrical properties
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Le résumé fourni par la source
Fabricating and investigating freestanding membranes of materials are key approaches for exploring the intrinsic properties of those materials, even in their metastable phases stabilized by external factors. In this study, we fabricated freestanding $\mathrm{Zr}{\mathrm{O}}_{2}$ membranes with metastable crystal structures by exfoliating $\mathrm{Zr}{\mathrm{O}}_{2}$ (ZO) epitaxial layers from $\mathrm{Zr}{\mathrm{O}}_{2}/\mathrm{L}{\mathrm{a}}_{0.7}\mathrm{S}{\mathrm{r}}_{0.3}\mathrm{Mn}{\mathrm{O}}_{3}/\mathrm{SrTi}{\mathrm{O}}_{3}$ heterostructures. By combining the results of first-principles calculations, we found that with increasing thickness up to 15 nm, ZO membranes undergo structural relaxation from the metastable tetragonal structure to a metastable orthorhombic one. In addition, the dielectric constant of the tetragonal ZO is susceptible to the out-of-plane lattice constant of the ZO layer. The change in out-of-plane interplanar distance, which primarily stems from the strain release associated with the exfoliation of ZO layers, leads to an increase in the dielectric constant (to $\ensuremath{\sim}25$). ZO membranes with high dielectric constants could be utilized in energy storage capacitors.
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Le contrôle bibliographique ouvert
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- Titre Crossref
- Ultrathin freestanding membranes of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>Zr</mml:mi> <mml:msub> <mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> with metastable structures and strain-dependent electrical properties
- Date Crossref
- 28/02/2025
- Éditeur
- American Physical Society (APS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Kyoto University Institute for Chemical Research pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Kyoto Bunkyo University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Kyoto University Institute for Chemical Research pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Australian Regenerative Medicine Institute pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Japan Fine Ceramics Center pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Monash University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Osaka Prefecture University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Osaka Metropolitan University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Institute of Science Tokyo pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Nagoya University Department of Energy Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Japan Science and Technology Agency pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Nanostructures Research Laboratory pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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