Dinamica Electrónica en Filmes Granulares : Reflectividad Infrarroja y Resonancia Infrarroja de Nanoplasmas

NESTOR E. MASSA

Instituto de Investigaciones Fisicoquimicas Teoricas y Aplicadas

Conferencia; seminario; 2008

Instituto de Investigaciones Fisicoquimicas Teoricas y Aplicadas

Uno de los temas fundamentales en el desarrollo de nuevos materiales es entender el rol que tienen las inhomogeneidades  espaciales en sus propiedades intrnsecas. Oxidos de metales de transicin, de manganitas a superconductores de alta Tc, presentan una pltora de propiedades relacionadas con estados competiendo que pueden aparecer en la red como nanogranularidades  o como  vacancias de oxgeno distribuidas al azar en diseos inhomogneos. Para aclarar este panorama aqu compararemos la respuesta espectroscpica de filmes granulares de metales de transicin, totalmente desordenados por ser vidrios, con los que se obtiene regularmente para xidos. Estos estn constituidos mayoritariamente de nanoparticulas y nanoagregados en una matriz aisladora (SiO2) y aqu los estudiamos con reflectividad normal infrarroja entre  11000  cm-1 y  20 cm-1. desde  30 K a 500 K.  La para Co0.85(SiO2)0.15 tiene una componente Drude, fonones apantallados por  electrones en el infrarrojo lejano, y una larga cola asociada a conductividad por saltos (hopping) y a interacciones electrn-fonn muy fuertes. Ni0.61(SiO2)0.39 es un caso intermedio, con fracciones metlicas cercanas al umbral de conduccin (percolation) donde hay aumentos gigantescos en las dos contribuciones a la resistividad Hall. La reflectividad es la de un sistema en que por el menor nmero de portadores los fonones que aparecen sobre un continuo estn mejor delineados. Adems, tiene una banda Drude, centrada a frecuencia cero, y en el infrarrojo medio hay  un oscilador que se origina en transiciones de la banda valencia a defectos topolgicos. Un tercer caso lo representan filmes como Co0.38(SiO2)0.62, Fe0.34(SiO2)0.66, Ni0.28(SiO2)0.72. en que los caminos de conduccin estn mayoritariamente truncados. Las vibraciones estn ahora bien definidas y aparece un umbral a  ~1450 cm-1. Y ms remarcable es la resonancia a mayores ngulos de incidencia y polarizacin P que interpretamos como debida a una nube de electrnica acotada por la nanoparticula. Esta vibra contra el background positivo creando as el dipolo elctrico necesario para detectarla en el infrarrojo. Concluimos que los espectros son similares a los de los óxidos y verificamos que con un network de percolación adecuado se forman polarones.