Effects of phase fraction on superconductivity of low-valence eutectic titanate films

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作者
H. Kurokawa,K. Yoshimatsu,Osami Sakata,Akira Ohtomo
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:122 (5) 被引量:18
标识
DOI:10.1063/1.4997443
摘要

Creation and characterization of mixed valence states in transition-metal oxides are a fundamental approach to search for the unprecedented electronic and magnetic properties. In contrast to complex oxides, mixed-valence simple oxides tend to form binary or ternary phases, and turning a valence from one to next must be accompanied by structural transformations owing to a lower tolerance for oxygen non-stoichiometry. In this paper, epitaxial growth and transport properties of low-valence titanate thin films are reported to shed light on recently discovered superconducting γ-phase Ti3O5 (γ-Ti3O5). Single-phase TiO and Ti2O3 films and eutectic films including TiO, Ti2O3, and γ-Ti3O5 phases were independently grown on α-Al2O3 (0001) substrates by using pulsed-laser deposition. The X-ray diffraction measurements revealed clear epitaxial relationships with substrates and among three eutectic phases. Temperature dependence of the resistivity revealed that the γ-Ti3O5-rich films exhibited superconductivity with a maximum of transition temperature (TC) of 6.3 K. Distinct effects of the phase fraction on TC are found between TiO- and Ti2O3-enriched samples, suggesting the complex mechanisms of the superconducting proximity effect.
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