Efectos electrónicos de superficie en films delgados de la perovskita BaBiO3

C. FERREYRA; F. MARCHENI; F. GULLER; U. LUDERS; P. GRANELL; F. GOLMAR; C. ALBORNOZ; A. G. LEYVA; F. WILLIAMS; A. M. LLOIS; V. VILDOSOLA; D. RUBI

Villa de Merlo, San Luis

Conferencia; 100º Reunión Nacional de Física; 2015

Asociación de Física Argentina (AFA)

En los últimos años se han reportado sistemas que presentan gases electrónicos bidimensionales en interfases o superficie. El caso más citado es el gas electrónico presente en la interfase de heteroestructuras formadas por los óxidos (aislantes) SrTiO3 y LaAlO3 [1]. Otro caso reciente, propuesto teóricamente a partir de cálculo de primeros principios, es el de la superficie (001) del óxido BaBiO3 [2]. En este caso se sugiere que una superficie terminada en bismuto presenta una disrupción del orden de carga Bi+3/Bi+5 existente en el compuesto masivo, asociada a un cambio de estructura de monoclínica a cúbica. Esto induce la metalización de la superficie. Sin embargo, la confirmación experimental de dicho mecanismo está todavía pendiente, y son pocos los reportes en la literatura asociados al crecimiento y caracterización de films delgados de BaBiO3. En el presente trabajo crecimos por ablación láser y caracterizamos films de BaBiO3 sobre substratos de Si. Encontramos que, dependiendo de las condiciones de crecimiento, es posible obtener films altamente texturados en la dirección (100). Mediante espectroscopía fotoelectrónica de rayos-X determinamos la existencia en superficie de dos tipos de Bi con diferente entorno químico. La proporción entre ambas especies cambia con la textura de los films. Por otro lado, se encontró que la resistividad de los films texturados es un orden de magnitud menor que en el caso de los no texturados. Interpretamos estos resultados a partir de cálculos teóricos de primeros principios que sugieren la existencia de doping electrónico en la superficie de los films (100), lo que estabiliza una valencia Bi+3 y modifica la simetría de la superficie a una estructura menos distorsionada. Estos resultados muestran la relevancia de los efectos de superficie en las propiedades electrónicas de este tipo de perovskitas.[1] A. Ohtomo and H. Hwang, Nature 427, 423 (2004).[2] V. Vildosola et al., Phys. Rev. Lett. 110, 206805 (2013).