Caracterización eléctrica de barreras aislantes ultradelgadas crecidas sobre electrodos de GdBa2Cu3O7-d

H. NAVARRO; M. SIRENA; N. HABERKORN

Bariloche

Encuentro; XVII Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2017

INN-CNEA

El diseño de junturas túnel del tipo superconductor / aislante / superconductor (S / A / S) es de fundamental interés para el desarrollo de dispositivos tales como bits cuánticos y dispositivos de interferencia cuántica. Su desarrollo utilizando cupratos de alta temperatura crítica (HTS) ofrece varias ventajas (mayor temperatura crítica y mayor brecha entre bandas) sobre superconductores convencionales tales como el Nb. Sin embargo, la fabricación de junturas S / A / S utilizando HTS presenta varias limitaciones dado que sus propiedades se ven fuertemente afectadas por la dimensión y el desorden. Por otro lado, la barrera aislante a utilizar debe ser homogénea y conservar sus propiedades a lo largo del arreglo de junturas. Esto último hace que sea de particular relevancia optimizar las condiciones de crecimiento del electrodo inferior y la barrera.En este trabajo se analiza el transporte eléctrico a través de curvas voltaje ? corriente (V-I) en junturas túnel del tipo GdBa2Cu3O7-d / aislante / GdBa2Cu3O7-d utilizando un microscopio de fuerza atómica conductor (CAFM) a temperatura ambiente. La barrera aislante utilizada es de SrTiO3 y BaTiO3 (espesor entre 2 y 4 nm). Ambos materiales son estructuralmente compatibles con los cupratos dada su similitud en los parámetros de red. La principal diferencia radica en que el BaTiO3 es un material ferroeléctrico, mientras que en el SrTiO3 la ferroelectricidad puede ser inducida mediante tensiones. Las muestras fueron crecidas por pulverización catódica sobre SrTiO3 (001) a partir de blancos estequiométricos. Columnas de diferentes áreas (5-10-20-30 um por lado) fueron obtenidas mediante sucesivos pasos de litografía óptica y ataque iónico. La transición superconductora de los electrodos fue caracterizada mediante transporte eléctrico utilizando la configuración de 4 puntas. La uniformidad de la barrera aislante fue caracterizada mediante CAFM. Los resultados muestran que electrodos superconductores con baja densidad de defectos topológicos y con temperatura crítica sobre N2 liquido pueden ser obtenidas para espesores de GdBa2Cu3O7-d entre 20 y 25 nm. Las propiedades de la barrera aislante dependen del espesor y del tipo de material. Los resultados obtenidos se discuten considerando efecto túnel y polarización eléctrica producida por acumulación de cargas en la interface.