IFLP   13074
INSTITUTO DE FISICA LA PLATA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Propiedades magnéticas de óxidos semiconductores dopados con impurezas metálicas.
Autor/es:
L. A. ERRICO
Lugar:
Merlo. San Luis
Reunión:
Conferencia; Conferencia invitada dictada en la División Materia Condensada, 91 AFA; 2006
Institución organizadora:
Asociación Física Argentina
Resumen:
Los semiconductores magnéticos diluidos (DMS, por sus siglas en inglés) combinan dos propiedades interesantes: el carácter semiconductor y magnetismo. Estas propiedades los hace potencialmente aptos para su aplicación tecnológica en el campo de la espintrónica. Los DMSs basados en compuestos semiconductores del tipo II-VI han sido estudiados por más de veinte años. En estos materiales, el origen del ordenamiento magnético está bien entendido, pero no tienen aplicaciones prácticas ya que sus temperaturas de Curie (TC) están en el orden de 1 K. En el año 2001, Matsumoto y colaboradores reportaron que películas delgadas de TiO2 (fase anatasa) dopados con pequeñas cantidades de Co (< 10%) presentaban comportamiento ferromagnético por encima de 300 K. Posteriormente, el comportamiento ferromagnético a temperatura ambiente también se confirmo para la estructura rutilo. Estos resultados generaron una gran cantidad de estudios teóricos y experimentales a fin de entender el origen del magnetismo en estos sistemas. Muchos grupos de investigación se centraron en TiO2 dopado con metales de transición, principalmente en forma de películas delgadas. Sin embargo, existen muchos aspectos controversiales que no han sido aclarados. A partir del año 2004, iniciamos un estudio sistemático (experimental y teórico) de propiedades electrónicas, estructurales y magnéticas de películas delgadas en TiO2 dopadas con impurezas magnéticas [3, 4] y no magnéticas. En este último caso, hemos observado experimentalmente que películas dopadas con Cu presentan comportamiento ferromagnético a 300 K [5]. Este resultado muestra que no es necesario que la impureza sea magnética para obtener ferromagnetismo en este tipo de sistemas, y que dicho comportamiento no está originado en la formación de clusters metálicos. Esta charla tiene como primer objetivo presentar los principales resultados que hemos obtenido en el estudio de las propiedades estructurales, electrónicas y magnéticas del semiconductor TiO2 dopado con impurezas magnéticas (Mn, Fe, Co y Ni) y no magnéticas (Zn, Cu). En particular, presentaremos los resultados de medidas de magnetización, de experimentos de absorción de rayos X (XAFS) y de cálculos de primeros principios basados en la Teoría de la Funcional Densidad (DFT). Finalmente, presentaremos resultados obtenidos para el caso de SnO2 dopado con Fe y del rol que juega el soporte en las propiedades magnéticas de estas películas. El segundo objetivo de esta charla es rendir un homenaje a Stella Duhalde, quien fue la entusiasta colaboradora e impulsora de este estudio.    [1] Y. Matsumoto et al,  Science 291, 854 (2001). [2] W. K. Park et al, J. Appl. Phys. 91, 8093 (2002). [3] S. Duhalde et al., Journal of Physics: Conference Series, en prensa. [4] L. A. Errico, M. Weissmann and M. Rentería, Phys. Rev. B 72, 184425, 2005. [5] S. Duhalde et al., Phys. Rev. B 72, 161313(R), 2005.
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