Wilfrid Prellier, D. Kumar, Arnaud Fouchet, Chang Uk Jung, A. David, M. S. Ramachandra Rao, Alain Pautrat, O. Copie, T. S. Suraj, Aimane Cheikh, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU), Institut Jean Lamour (IJL), Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hankuk University of Foreign Studies (HUFS), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université de Lorraine (UL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Indian Institute of Technology Madras (IIT Madras), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-17-CE08-0012,Polynash,Substrats bas couts polycristallins et Nanofeuillets de germination(2017)
Strain engineering is an important issue in oxide thin films to explore new functionalities. Here a series of high quality epitaxial ${\mathrm{PrVO}}_{3}$ (PVO) thin films were grown, by pulsed laser deposition (PLD) technique, as a function of thickness on (La,Sr)(Al,Ta)${\mathrm{O}}_{3}$ (100) [LSAT (100)] and ${\mathrm{LaAlO}}_{3}$ (100) [LAO (100)] substrates with a nominal lattice mismatch of $\ensuremath{-}0.8$% and $\ensuremath{-}2.9$%, respectively. X-ray diffraction revealed a constant out-of-plane lattice parameter of PVO/LSAT with an increase in film thickness, and a rather continuous decrease for PVO/LAO films. Whereas thicker PVO films show a ferromagneticlike behavior, at low thickness a surprising decrease of coercivity (${H}_{c}$) and increase of saturation magnetization (${M}_{s}$) is observed. This behavior is described by using a model of a ``dead layer'' which possesses a strong paramagnetic susceptibility. Our XPS investigations further reveal the formation of ${\mathrm{V}}^{4+}$ at the surface of the film to be responsible for this paramagnetic dead layer, which is reduced by adding a capping layer on top of the PVO film. Finally, the N\'eel temperature (${T}_{N}$) is examined as a function of film thickness, and found to vary between 25 and 30 K for LSAT and LAO, respectively. These results pave the way for the use of vanadate in thin film devices.