Interconexión lantano-aluminato-titanato de estroncio

De Wikipedia, la enciclopedia libre
Diagrama sencillo de la interfaz LaAlO3/SrTiO3.

La interconexión entre el aluminato de lantano (LaAlO3) y el titanato de estroncio (SrTiO3) es una interfaz de materiales notable porque presenta propiedades que no se encuentran en sus materiales constituyentes. Individualmente, el LaAlO3 y el SrTiO3 son aislantes no magnéticos, pero las interfaces LaAlO3/SrTiO3 pueden mostrar conductividad eléctrica metálica,[1]​superconductividad,[2]​ferromagnetismo,[3]​ gran magnetorresistencia negativa en el plano,[4]​y fotoconductividad persistente gigante.[5]​ El estudio de cómo surgen estas propiedades en la interfaz LaAlO3/SrTiO3 es un área de investigación creciente en la física de la materia condensada.

En las condiciones adecuadas, la interfaz LaAlO3/SrTiO3 es conductora de la electricidad, como un metal. La dependencia angular de las oscilaciones de Shubnikov-de Haas indica que la conductividad es bidimensional,[6]​lo que ha llevado a muchos investigadores a denominarla gas bidimensional de electrones (2DEG, por sus siglas en inglés). Bidimensional no significa que la conductividad tenga espesor cero, sino que los electrones están confinados a moverse sólo en dos direcciones. A veces también se denomina líquido bidimensional de electrones (2DEL) para destacar la importancia de las interacciones entre electrones.[7]​

Condiciones necesarias para la conductividad[editar]

No todas las interfaces LaAlO3/SrTiO3 son conductivas. Normalmente, la conductividad sólo se consigue cuando:

  • La interfaz LaAlO3/SrTiO3 se encuentra a lo largo de la dirección cristalográfica 001,110 y 111
  • El LaAlO3 y el SrTiO3 son cristalinos y epitaxiales
  • El lado SrTiO3 de la interfase es TiO2-terminado (causando que el lado LaAlO3 de la interfase sea LaO-terminado).[1]​
  • La capa de LaAlO3 tiene un grosor de al menos 4 celdas unitarias.[8]​

También se puede conseguir conductividad cuando el SrTiO3 está dopado con vacantes de oxígeno; sin embargo, en ese caso, la interfaz es técnicamente LaAlO3/SrTiO3-x en lugar de LaAlO3/SrTiO3.

Aplicaciones[editar]

A fecha de 2015, no existen aplicaciones comerciales de la interfaz LaAlO3/SrTiO3. Sin embargo, se han sugerido aplicaciones especulativas, como dispositivos de efecto de campo, sensores, fotodetectores y termoeléctricos;[9]​ el LaVO3/SrTiO3 relacionado es una célula solar funcional[10]​ aunque hasta ahora con una eficiencia baja.[11]​

Referencias[editar]

  1. ↑ a b Ohtomo, A.; Hwang (29 Jan 2004). «A high-mobility electron gas at the LaAlO3/SrTiO3 heterointerface». Nature 427 (6973): 423-426. Bibcode:2004Natur.427..423O. PMID 14749825. S2CID 4419873. doi:10.1038/nature02308. 
  2. ↑ Gariglio, S.; Reyren, N.; Caviglia, A. D.; Triscone, J.-M. (31 de marzo de 2009). «Superconductivity at the LaAlO3/SrTiO3 interface». Journal of Physics: Condensed Matter 21 (16): 164213. Bibcode:2009JPCM...21p4213G. PMID 21825393. S2CID 41420637. doi:10.1088/0953-8984/21/16/164213. 
  3. ↑ Bert, Julie A.; Kalisky, Bell; Kim, Hikita; Hwang, Moler (4 de septiembre de 2011). «Direct imaging of the coexistence of ferromagnetism and superconductivity at the LaAlO3/SrTiO3 interface». Nature Physics 7 (10): 767-771. Bibcode:2011NatPh...7..767B. S2CID 10809252. arXiv:1108.3150. doi:10.1038/nphys2079. 
  4. ↑ Ben Shalom, M.; Sachs, Rakhmilevitch; Palevski, Dagan (26 de marzo de 2010). «Tuning Spin-Orbit Coupling and Superconductivity at the SrTiO3/LaAlO3 Interface: A Magnetotransport Study». Physical Review Letters 104 (12): 126802. Bibcode:2010PhRvL.104l6802B. PMID 20366556. S2CID 43174779. arXiv:1001.0781. doi:10.1103/PhysRevLett.104.126802. 
  5. ↑ Tebano, Antonello; E Fabbri; D Pergolesi; G Balestrino; E Traversa (19 de enero de 2012). «Room-Temperature Giant Persistent Photoconductivity in SrTiO3/LaAlO3 Heterostructures». ACS Nano 6 (2): 1278-1283. PMID 22260261. doi:10.1021/nn203991q. 
  6. ↑ Caviglia, A. D.; Gariglio, Cancellieri; Sacepe, Fete; Reyren, Gabay; Morpurgo, Triscone (1 de diciembre de 2010). «Two-Dimensional Quantum Oscillations of the Conductance at LaAlO3/SrTiO3 Interfaces». Physical Review Letters 105 (23): 236802. Bibcode:2010PhRvL.105w6802C. PMID 21231492. S2CID 20721463. arXiv:1007.4941. doi:10.1103/PhysRevLett.105.236802. 
  7. ↑ Breitschaft, M; V. Tinkl; N. Pavlenko; S. Paetel; C. Richter; J. R. Kirtley; Y. C. Liao; G. Hammerl; V. Eyert; T. Kopp; J. Mannhart (2010). «Two-dimensional electron liquid state at LaAlO3-SrTiO3 interfaces». Physical Review B 81 (15): 153414. Bibcode:2010PhRvB..81o3414B. S2CID 119183930. arXiv:0907.1176. doi:10.1103/PhysRevB.81.153414. 
  8. ↑ Thiel, S.; Hammerl, Schmehl; Schneider, Mannhart (29 de septiembre de 2006). «Tunable Quasi-Two-Dimensional Electron Gases in Oxide Heterostructures». Science 313 (5795): 1942-1945. Bibcode:2006Sci...313.1942T. PMID 16931719. S2CID 31701967. doi:10.1126/science.1131091. 
  9. ↑ Bogorin, Daniela F.; Irvin, Patrick; Cen, Cheng; Levy, Jeremy (24 de noviembre de 2010). «LaAlO3/SrTiO3-Based Device Concepts». En Tsymbal, E.Y.; Dagotto, E.; Eom, C.B. et al., eds. Multifunctional Oxide Heterostructures. Oxford University Press. Bibcode:2010arXiv1011.5290B. arXiv:1011.5290. 
  10. ↑ Elias Assmann; Peter Blaha; Robert Laskowski; Karsten Held; Satoshi Okamoto; Giorgio Sangiovanni (2013). «Oxide Heterostructures for Efficient Solar Cells». Phys. Rev. Lett. 110 (7): 078701. Bibcode:2013PhRvL.110g8701A. PMID 25166418. S2CID 749031. arXiv:1301.1314. doi:10.1103/PhysRevLett.110.078701. 
  11. ↑ Lingfei Wang; Yongfeng Li; Ashok Bera; Chun Ma; Feng Jin; Kaidi Yuan; Wanjian Yin; Adrian David; Wei Chen; Wenbin Wu; Wilfrid Prellier; Suhuai Wei; Tom Wu (2015). «Device Performance of the Mott Insulator LaVO3 as a Photovoltaic Material». Physical Review Applied 3 (6): 064015. Bibcode:2015PhRvP...3f4015W. doi:10.1103/PhysRevApplied.3.064015. 

Enlaces externos[editar]

Obtenido de «https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Interconexión_lantano-aluminato-titanato_de_estroncio&oldid=157229181»