Efecto de las vacancias de Bi en la interfaz entre BaBiO3 e YSZ: un estudio teórico- experimental.

WILSON ROMÁN ACEVEDO; SOLANGE DI NÁPOLI; VERÓNICA VILDOSOLA; D RUBI

Encuentro; Reunión Anual del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; 2020

INN-CNEA

El BaBiO3 se ha propuesto teóricamente como sistema candidato a presentar un gas 2D electrónico en superficie [1]. En un trabajo experimental-teórico previo se demostró para films delgados de BaBiO3 la presencia de efectos electrónicos de superficie asociados a la ausencia de oxígenos apicales, que reducen el band-gap del material e impactan sobre la conductividad eléctrica de la superficie [2]. En este trabajo se fabricaron por ablación láser heteroestructuras de BaBiO3 y YSZ, siendo este último un material compatible estructuralmente con la perovskita y que presenta una elevada afinidad por el oxígeno, con el objetivo de estudiar las propiedades electrónicas y de transporte de la interfaz. El YSZ se depositó a temperatura ambiente en un rango amplio de presiones de oxígeno, con el propósito de controlar su reactividad con la perovskita. Se determinó una presión óptima de 0.1 mbar en la que la conductividad de la interfaz se maximiza. A partir de experimentos de microscopía electrónica de transmisión se determinó, para esas condiciones de fabricación, la presencia en la interfaz de una capa de BaBiO3 deficiente en Bi. Se realizaron cálculos de primeros principios para estudiar el efecto de las vacancias de Bi en el material. Los resultados teóricos indican que la presencia de vacancias de Bi da lugar a la formación de polarones y bipolarones, dependiendo de la cantidad de vacancias. Se propone que el aumento de la conductividad observado experimentalmente en la interfaz se asocia a la difusión de los bipolarones en la zona de la perovskita deficiente en Bi. Dado el carácter volátil del Bi, es posible variar experimentalmente su estequiometría modificando la temperatura de depósito, lo que origina una nueva línea a explorar basada en el control de la conductividad eléctrica de films delgados de BaBiO3 a partir del número de vacancias de Bi presentes en el material.[1] V. Vildosola, F. Guller and A.M.Llois, Phys. Rev. Lett. 110 (2013) 206805[2] C. Ferreyra et al., AIP Advances 6 (2016) 065310