Efecto de las vacancias de Bi en la interfaz entre BaBiO3 e YSZ: propiedades electrónicas y de transporte

WILSON ROMÁN ACEVEDO; S. DI NÁPOLI; F. ROMANO; G. RODRÍGUEZ RUÍZ; F. PARISI; C. QUINTEROS; L. STEREN; VERÓNICA VILDOSOLA; D. RUBI

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Congreso; 105º Reunión Anual de la Asociación Física Argentina; 2020

BaBiO3 se ha propuesto teóricamente como un sistema candidato a presentar un gas electrónico 2D en su superficie (001) Bi-terminada; sin embargo, este sistema no se ha sintetizado hasta ahora. Se demostró, en cambio, para películas delgadas de BaBiO3 con textura (100), tanto a partir de mediciones espectroscópicas como de cálculos ab-initio, la presencia de efectos electrónicos de superficie asociados con la ausencia de oxígenos apicales en Bi octaedros. Esto reduce la banda prohibida electrónica y mejora la conductividad eléctrica de la superficie. En este trabajo, se depositaron bicapas de BaBiO3 / YSZ mediante ablación con láser. El YSZ es estructuralmente compatible con la estructura de perovskita y se comporta como un "oxygen scavenger", lo que en principio podría conducir a una fuerte desoxigenación de una capa de BaBiO3 cerca de la interfaz. El YSZ se depositó en una amplia gama de presiones de oxígeno y se estudiaron las propiedades electrónicas y de transporte de las interfaces. Se determinó una presión óptima de 0,1 mbar a la que se maximiza la conductividad de la interfaz. A partir de experimentos de microscopía electrónica de transmisión, se determinó la presencia de una capa de BaBiO3 deficiente en Bi cerca de la interfaz. Se realizaron cálculos de primer principio para estudiar el efecto de las vacantes de Bi en el material. Nuestros resultados teóricos indican que la presencia de vacancias de Bi conduce a la formación de polarones y bipolarones, dependiendo del número de vacancias. Se propone que el aumento de conductividad observado experimentalmente en la interfaz está asociado con la difusión de bipolarones en la zona de perovskita deficiente en Bi.