Comportamiento magnético de películas delgadas de TiO2 dopadas con Cu

FEDERICO GOLMAR, CAUDIA RODRÍGUEZ TORRES, FABIANA CABRERA, AZUCENA MUDARRA NAVARRO, STELLA DUHALDE, LEONARDO ERRICO, FRANCISCO H. SÁNCHEZ, MARIO RENTARÍA Y MARIANA WEISSMANN

Vila de Merlo, Argentina

Congreso; Reunión Anual de la Asociación Física Argentina; 2006

AFA

Una gran variedad de materiales semiconductores llamados semiconductores magnéticos diluidos (DMS) combinan dos propiedades: semiconductividad y magnetismo. Muchos grupos de investigación han estudiado el semiconductor de ancho gap TiO2 dopado con metales de transición, principalmente en forma de películas delgadas. En este tipo de muestras el comportamiento ferromagnético a temperatura ambiente se ha confirmado primero en la estructura anatasa y luego también en la estructura rutilo. En este campo hay muchos temas controversiales que necesitan aclararse, por ejemplo: ¿porqué películas delgadas de TiO2 dopadas con impurezas no magnéticas, como por ejemplo Cu [1], muestran comportamiento magnéticos? ¿porqué materiales en bulk son no magnéticos pero películas delgadas de la misma composición presentan magnetismo? ¿cuál es el rol del dopante en el magnetismo? Para tratar de entender algunas de estas preguntas básicas preparamos películas delgadas de TiO2 puras y dopadas con Cu (2.5 %, 5 % y 10 % atómico) depositadas sobre LaAlO3 (LAO) por ablasión láser (PLD). La caracterización estructural se realizó mediante espectroscopia de absorción de rayos x (XAS), reflexión total (TXRF) y difracción de rayos x (XRD). Las propiedades magnéticas fueron estudiadas usando un SQUID. Finalmente se realizaron cálculos ab-initio usando el método FP-LAPW. Los resultados teóricos y experimentales son comparados y discutidos. [1] S. Duhalde et al, Phys Rev B 72 (2005) 161313(R). [1] S. Duhalde et al, Phys Rev B 72 (2005) 161313(R). gap TiO2 dopado con metales de transición, principalmente en forma de películas delgadas. En este tipo de muestras el comportamiento ferromagnético a temperatura ambiente se ha confirmado primero en la estructura anatasa y luego también en la estructura rutilo. En este campo hay muchos temas controversiales que necesitan aclararse, por ejemplo: ¿porqué películas delgadas de TiO2 dopadas con impurezas no magnéticas, como por ejemplo Cu [1], muestran comportamiento magnéticos? ¿porqué materiales en bulk son no magnéticos pero películas delgadas de la misma composición presentan magnetismo? ¿cuál es el rol del dopante en el magnetismo? Para tratar de entender algunas de estas preguntas básicas preparamos películas delgadas de TiO2 puras y dopadas con Cu (2.5 %, 5 % y 10 % atómico) depositadas sobre LaAlO3 (LAO) por ablasión láser (PLD). La caracterización estructural se realizó mediante espectroscopia de absorción de rayos x (XAS), reflexión total (TXRF) y difracción de rayos x (XRD). Las propiedades magnéticas fueron estudiadas usando un SQUID. Finalmente se realizaron cálculos ab-initio usando el método FP-LAPW. Los resultados teóricos y experimentales son comparados y discutidos. [1] S. Duhalde et al, Phys Rev B 72 (2005) 161313(R).