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Journal articles
Top-gated field-effect LaAlO 3 /SrTiO 3 devices made by ion-irradiation
S. Hurand
1
A. Jouan
1
C. Feuillet-Palma
1
G. Singh
1
E. Lesne
2
N. Reyren
2
A. Barthélémy
2
M. Bibes
2
J. Villegas
2
C. Ulysse
3
M. Pannetier-Lecoeur
4
M. Malnou
1
J. Lesueur
1
N. Bergeal
1
4
LNO - Laboratoire Nano-Magnétisme et Oxydes
SPEC - UMR3680 - Service de physique de l'état condensé, IRAMIS - Institut Rayonnement Matière de Saclay
S. Hurand 1
Author IdHAL : simon-hurand ORCID : https://orcid.org/0000-0002-1686-1513
A. Jouan 1
Author
C. Feuillet-Palma 1
Author
G. Singh 1
Author
E. Lesne 2
Author
N. Reyren 2
Author IdHAL : nicolas-reyren arXiv : https://arxiv.org/a/reyren ORCID : https://orcid.org/0000-0002-7745-7282
A. Barthélémy 2
Author
M. Bibes 2
Author IdHAL : manuelbibes arXiv : https://arxiv.org/a/manuel.bibes ORCID : https://orcid.org/0000-0002-6704-3422
J. Villegas 2
Author
C. Ulysse 3
Author
M. Pannetier-Lecoeur 4
Author IdHAL : myriam-pannetier-lecoeur ORCID : https://orcid.org/0000-0001-8348-1556
M. Malnou 1
Author
J. Lesueur 1
Author
N. Bergeal 1
Author
1
LPEM - Laboratoire de Physique et d'Etude des Matériaux (UMR 8213) (ESPCI, 10 rue Vauquelin, 75231 Paris cedex 05 - France)
- ESPCI Paris - Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (10 rue Vauquelin, 75231 Paris cedex 05 - France)
- PSL - Université Paris sciences et lettres (60 rue Mazarine 75006 Paris - France)
- SU - Sorbonne Université (21 rue de l’École de médecine - 75006 Paris - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR8213 (France)
2
UMPhy CNRS/THALES - Unité mixte de physique CNRS/Thales ( 1 avenue Augustin Fresnel, 91767 Palaiseau Cedex, France - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR137 (France)
- THALES (France)
3
LPN - Laboratoire de photonique et de nanostructures (Route de Nozay 91460 MARCOUSSIS - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UPR20 (France)
4
LNO - Laboratoire Nano-Magnétisme et Oxydes (France)
- SPEC - UMR3680 - Service de physique de l'état condensé (SPEC - UMR3680 CEA-CNRS
(ex-URA 2464),
CEA/Saclay,
Orme des Merisiers,
F-91191 GIF SUR YVETTE CEDEX - France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives : DRF/IRAMIS (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
- Université Paris-Saclay (Espace Technologique, Bat. Discovery - RD 128 - 2e ét., 91190 Saint-Aubin - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR3680 (France)
- IRAMIS - Institut Rayonnement Matière de Saclay (91191 Gif-sur-Yvette, France - France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives : DRF/IRAMIS (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
- Université Paris-Saclay (Espace Technologique, Bat. Discovery - RD 128 - 2e ét., 91190 Saint-Aubin - France)
Abstract : We present a method to fabricate top-gated field-effect devices in a LaAlO3/SrTiO3 two-dimensional electron gas (2-DEG). Prior to the gate deposition, the realisation of micron size conducting channels in the 2-DEG is achieved by an ion-irradiation with high-energy oxygen ions. After identifying the ion fluence as the key parameter that determines the electrical transport properties of the channels, we demonstrate the field-effect operation. At low temperature, the normal state resistance and the superconducting Tc can be tuned over a wide range by a top-gate voltage without any leakage. A superconductor-to-insulator quantum phase transition is observed for a strong depletion of the 2-DEG.
Document type :
Journal articles
Domain :
Complete list of metadata
https://hal-cea.archives-ouvertes.fr/cea-03106328
Contributor : Myriam Pannetier Lecoeur <>
Submitted on : Monday, January 11, 2021 - 5:12:34 PM
Last modification on : Thursday, July 1, 2021 - 4:46:42 PM
Contributor : Myriam Pannetier Lecoeur <>
Submitted on : Monday, January 11, 2021 - 5:12:34 PM
Last modification on : Thursday, July 1, 2021 - 4:46:42 PM
Identifiers
- HAL Id : cea-03106328, version 1
- DOI : 10.1063/1.4941672
Collections
CEA | ESPCI | PSL | IRAMIS-SPEC | CEA-UPSAY | PARISTECH | CNRS | ESPCI-PSL | IRAMIS | LPEM | SORBONNE-UNIVERSITE | SU-SCIENCES | GS-ENGINEERING | INSTITUT-SCIENCES-LUMIERE
Citation
S. Hurand, A. Jouan, C. Feuillet-Palma, G. Singh, E. Lesne, et al.. Top-gated field-effect LaAlO 3 /SrTiO 3 devices made by ion-irradiation. Applied Physics Letters, American Institute of Physics, 2016, 108 (5), pp.052602. ⟨10.1063/1.4941672⟩. ⟨cea-03106328⟩
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