MECANISMO PARA GENERAR GASES BIDIMENSIONALES EN OXIDOS CON ORDEN DE CARGA Y ESPIN

VERONICA LAURA VILDOSOLA

Congreso; Reunión Nacional de Sólidos; 2013

Los materiales que presentan orden de carga son sistemas fsicos con propiedades fascinantes, como porejemplo, la ferroelectricidad, la superconductividad, la magnetorresistencia colosal, en las cuales son cruciales, nosolo las interacciones entre los electrones, si no tambien su relacion con la estructura cristalina y sus vibraciones.Otro fenomeno de gran interes fsico es la aparicion de gases de electrones bidimensionales (2DEG) en lasinterfaces de oxidos aislantes, el cual se ha transformado en un area muy activa de investigacion en los ultimosa~nos. Existe hoy en da un intenso debate acerca del origen fsico del 2DEG. Algunos de los mecanismos enjuego son las discontinuidades polares y las presencias de vacancias de oxgeno.En esta charla, combinaremos ambos fenomenos y propondremos un nuevo mecanismo para la generacionde un 2DEG, haciendo \funcional" la propiedad del orden de carga (o disproporcionalidad de carga) en elcompuesto de tipo perovskita BaBiO3.Los oxidos de tipo perovskita { ABO3 - han sido objeto de muchsimas investigaciones. En particular, aquellosen los que el sitio B es Mn, Fe o Bi presentan orden en diversos grados de libertad tales como la carga, elespn o el orbital de los electrones, segun el caso. En particular, BaBiOi3 en volumen es una perovskita doble,semiconductora (tipo Peierls), que sufre una transicion metal-aislante acompa~nada por un orden de carga paraT < 405K, en la cual el Bi alterna su estado de valencia entre +3 y +5. En base a calculos de primerosprincipios, en esta charla argumentaremos sobre la posible formacion de gases metalicos bidimensionales enla supercie (001) con terminacion Bi02, debido al rompimiento supercial del orden de carga 15. Por otrolado, mostramos que la supercie terminada en BaO sigue comportandose como un aislante, tal como es elmaterial en volumen. Esta propiedad, nos invita a pensar en la posibilidad de \dibujar" circuitos conductoresnanoscopicos de BiO2 sobre una supercie aislante BaO. Otra caracterstica de este material, que agregariqueza a sus potenciales propiedades fsicas, es el hecho de que el BaBiO3 en volumen, cuando se dopa conK o Pb, pasa a ser cubico y metalico, y notoriamente, superconductor de alta Tc. Encontramos cierta analogaentre la propiedades estructurales y electronicas que calculamos para la supercie BiO2 del BaBiO3 y la delmismo material en volumen, dopado. Este hecho es una motivacion para abordar el estudio de las propiedadessuperconductoras del 2DEG en la supercie del BaBiO3.Finalmente, analizaremos la estructura electronica de la perovskita CaFeO3, que presenta algunas propiedadessimilares a las del BaBiO316, mostrando ademas un comportamiento magnetico complejo. Discutiremos sobresu potencialidad como inyector de carga bidimensional que, a diferencia del bismutato, estara totalmentepolarizada en espn, con eventuales aplicaciones en espintronica.