Charla Invitada: :Filmes Granulares de Metales de Transición: Reflectividad Infrarroja de Sistemas Inhomogeneos Conductores y Resonancia Infrarroja de Nanoplasmas Localizados

NESTOR E. MASSA

Salta

Congreso; Nonagesima segunda reunion de la Asociacion Fisica Argentina; 2007

Div. Mat. Condensada-Asociacion Fisica Argentina

En esta charla comentaré sobre espectros de reflectividad infrarroja de filmes granulares de metales de transición de ~500 nm de espesor  cosputtered con SiO2 sobre substratos de SiO2 amorfo. Microscopia electrónica y Rayos-X en ángulos pequeños muestran que nuestros filmes están compuestos por un 30% de nanoparticulas, siendo el resto racimos mayores (clustering) y átomos embebidos en una matriz de SiO2. Nuestras medidas fueron hechas en una configuración cercana a la normal  desde 30 a 11000 cm-1  y  en función de la temperatura desde 30 a 490 K. La reflectividad de Co0.85(SiO2)0.15 tiene el comportamiento en frecuencia y temperatura esperado en óxidos metálicos conductores. La razón de colisión electrónica, extraída de un análisis Drude generalizado indica un solo tiempo de relajación sugerente de un solo tipo de portadores. Esta también tiene una dependencia en temperatura muy fuerte consecuente con una acorde interacción electrón-fonón  Usando ajustes por pequeños polarones en la conductividad óptica podemos individualizar los principales fonones interactuantes como aquellos relacionados con las vibraciones longitudinales ópticas del modo de estiramiento simétrico del vidrio.  La reflectividad de  Ni0.61(SiO2)0.39, tiene un comportamiento Drude  (portadores “mas libres”) a las más bajas frecuencias  y una banda distintiva en el infrarrojo medio que se la interpreta como originándose  en transiciones de interbandas a estados en el medio del gap. La transición en este film de metal a no-metal a  ~77 K es compartida con una fuerte reducción de la conductividad óptica en el infrarroja medio indicando que los procesos intervinientes  son fundamentalmente dependientes de la temperatura y de la localización electrónica. Co0.51(SiO2)0.49 tiene la reflectividad característica de un aislador con una banda distintiva  ~1450 cm-1  originándose en promoción electrónica,  localización, y defectos. Una remarcable resonancia infrarroja al pie de esta banda es fácilmente detectable. La reflectividad polarizada-P en función de ángulo de incidencia revela un pico muy fuerte emergiendo del acoplamiento  del  plasmón local de la nanoparticula y el modo longitudinal óptico a más alta frecuencia, siendo este un lugar común para todos nuestros filmes aisladores.  Pensamos que la detección de este fenómeno puede ser una herramienta útil para seguir una transición metal-aislador en materiales inhomogeneos.