Aquesta Tesi estudia les propietats de Commutació Resistiva en capes primes de la sèrie de Ruddlensen-Popper de Iridats d’Estronci (Srn+1IrnO3n+1), posant el focus en els efectes de les transicions metall-aïllant d’aquestes fases en les característiques de la commutació resistiva. Amb l’objectiu d’assolir aquest propòsit, la deposició d’iridats mitjançant polvorització catòdica es estudiada. En el transcurs de la investigació, es va trobar que la polvorització catòdica, a diferència de la deposició per polsos de làser, presenta un creixement preferencial per al membre perovskita de la família (SrIrO3 amb desviacions de la estequiometria nominal. Aquest creixement esta controlat principalment per processos cinètics i posseeix un gran efecte de reemissió observat a altes temperatures. Una caracterització microestructural completa ens mostra que les capes obtingudes són planes, estables, homogènies i posseeixen un alt nivell de cristal·linitat. A més a més, les condicions de deposició d’aquestes capes van ser alterades per ajustar la morfologia de les capes des de topografies planes a nanoestructures amb forats, els quals poden ser ordenats d’acord amb el substrat. Amb l’objectiu de tenir un punt de comparació, capes de Sr2IrO4 han estat crescudes mitjançant deposició per polsos de làser. Després d’obtenir capes d’alta qualitat de les fases SrIrO3 i Sr2IrO4, les seves propietats elèctriques son avaluades. Per una banda, les capes de Sr2IrO4 van presentar un comportament aïllant, el qual reflecteix la seva naturalesa d’aïllant de Mott, per l’altre, el de les capes gruixudes de SrIrO3 van mostrar un estat base semimetàl·lic. Reduint el gruix en aquestes últimes una transició Metall-Aïllant pot ser desencadenada a baixes temperatures. Aquest règim, el qual exhibeix magnetoresistència negativa a baixes temperatures, està en consonància amb el mecanisme de localització dèbil en 2D, indicant el desordre com l’origen de la transició. Una reducció a gruixos més baixos porta el sistema a un canvi abrupte cap a un comportament totalment aïllant acompanyat per un increment significatiu de la magnetoresistència negativa i un desplaçament lleu en el balanç de portadors, el qual es mesurat per efecte Hall. Aquest comportament pot ser atribuït a una localització forta de Anderson. Les capes nanoestructurades també van presentar la mateixa transició però amb una evolució més suau de les propietats. Les mesures elèctriques locals realitzades amb Microscòpia de Força Atòmica de Corrent i Microscòpia de Sonda Kelvin van provar que ambdues fases posseeixen propietats robustes de commutació resistiva. Malgrat això, el estat base electrònic de cada capa té un impacte en les característiques de la commutació. Mentre que les capes semimetàl·liques de SrIrO3 van mostrar una transició suau entre estats de resistència, les capes ultraprimes aïllants van presentar un clar voltatge llindar a 2 V. Aquesta commutació més abrupta és replicada també per les capes aïllants de Sr2IrO4, que exhibeixen un llindar a 4,5 V. Un model de mecanisme basat en l’addició o subtracció de vacants d’oxigen en la interfície de les capes es proposat per explicar els resultats observats. Els canvis en el estat de resistència són atribuïts a desplaçaments en el nivell de Fermi dels materials. Per una banda, la continuïtat de estats electrònics en les capes semimetàl·liques causa una commutació suau. Per l’altre, la presencia de estats localitzats de Anderson o una separació energètica de Mott crea una barrera energètica que força el sistema a una commutació mes abrupta modelada per el voltatge llindar.
Data del Ajut | 21 de gen. 2021 |
---|
Idioma original | Anglès |
---|
Supervisor | Pomar Barbeito Alberto (Director/a) & Jordi Sort Viñas (Tutor/a) |
---|
RESISTIVE SWITCHING IN STRONTIUM IRIDATES
Fuentes López-Doriga, V. (Autor). 21 de gen. 2021
Tesi d’estudis: Tesi doctoral
Fuentes López-Doriga, V. (Autor), Alberto, P. B. (Director/a) &
Sort Viñas, J. (Tutor/a),
21 de gen. 2021Tesi d’estudis: Tesi doctoral
Tesi d’estudis: Tesi doctoral