Películas delgadas de FeSe1+y y multicapas de FeSe1+y/SrTiO3

M. V. ALE CRIVILLERO; M. L. AMIGÓ; M. SIRENA; N. HABERKORN; G. NIEVA; J. GUIMPEL

San Miguel de Tucumán

Congreso; 101a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2016

Los recientes reportes de superconductividad de alta temperatura crítica (Tc~70K) en monocapas ultras finas de FeSe1+y sobre sustratos de SrTiO3 han despertado un enorme interés dado el sorprendente aumento de la temperatura crítica respecto a la del bulk (Tc~9K) [1-2].Dos preguntas abiertas son cómo evoluciona la superconductividad desde el bulk hasta el límite de capas tan finas como una celda unidad y cuál es el mecanismo en la interfase FeSe1+y/SrTiO3 que mejora la superconductividad. El objetivo de este trabajo es estudiar los efectos de espesor y la influencia de la presencia de interfases y defectos en las propiedades de películas delgadas de FeSe1+y.Se crecieron películas delgadas y multicapas de FeSe1+y/STO3 mediante la técnica de sputtering. Se caracterizó la estructura, morfología y composición mediante difracción de rayos X (XRD),reflectividad de rayos X (XRR), espectroscopía por dispersión de energía de rayos X (EDS), microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía de fuerza atómica (AFM). Se realizaron mediciones de transporte eléctrico y magnetización en función de temperatura y campo magnético.Se obtuvo un conjunto de películas delgadas superconductoras (e~330 nm) que presentan una transición completa en mediciones de transporte. La temperatura crítica máxima encontrada es mayor a la del bulk [3] e incluso ligeramente superior a las reportadas en la literatura con la misma técnica [4]. La resistividad eléctrica evidencia la transición estructural tetragonal-ortorrómbica, donde además el coeficiente Hall cambia de signo. Estructuralmente, están constituidas por granos de beta-FeSe orientados preferencialmente en la dirección del eje c, los cuales coexisten confracciones minoritarias de (00l) gamma-FeSe y (l0l) beta-FeSe.Disminuyendo la temperatura de crecimiento se obtuvieron muestras epitaxiales de beta-FeSe sin fases espurias. La calidad estructural de estas muestras se evidencia en la presencia de efectos de tamaño finito en el pico (001) de difracción de rayos X y en un ancho a la altura mitad de 0,1◦ en la curva de hamacado. Sorprendentemente, estas muestras no resultan superconductoras.Se presentan ademas progresos en la fabricacion de bicapas y multicapas de FeSe1+y/SrTiO3.[1] Q.-Y. Wang et al, Chin. Phys. Lett. 29, 037402 (2012).[2] D. Liu. et al, Nat. Commun. 3 931 (2012).[3]D. Chareev et al, Cryst. Eng. Comm. 15 1989-1993 (2013).[4]R. Schneider et al, Phys. Rev. Lett. 108 257003 (2012).