Resumen de Growth and advanced characterization of solution-derived nanoscale La Sr MnO heteroepitaxial 0.7 0.3 3 systems
Jone Zabaleta Llorens
Este trabajo trata del crecimiento y de la caracterización de sistemas heteroepitax¬iales ferromagnéticos de manganita La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO). El LSMO es un oxido complejo que exhibe fenómenos tales como la magnetorresistencia colosal y la semi-metalicidad, lo que lo convierten en ?rme candidato para aplicaciones tecnológicas como sensores y memorias magnéticas. Muchas de estas aplicaciones requieren la miniaturización del LSMO a rangos nanométricos con bajo coste. Esta miniaturización, además, conlleva la aparición de fenómenos nuevos e interesantes, consecuencia de las nuevas relaciones que, en la nanoescala, se establecen entre los átomos constituyentes. En esta tesis demostramos la generación de LSMO epitaxial y ferromagnético en forma de capas 2D ultra delgadas (con grosores inferiores a 10 nm) y de nanoislas 3D autoensambladas (con diámetros inferiores a 200 nm, grosores inferiores a 40 nm) mediante un método químico escalable basado en el empleo de soluciones ultradilu¬idas. El crecimiento 2D o 3D del LSMO lo determina la elección del monocristal óxido sobre el que crece la manganita. Esto a su vez subraya el rol determinante que tienen, en el marco del crecimiento heteroepitaxial, el desacoplo entre redes cristalográ?cas y las energías de super?cie e intercara. Se trata aquí la morfología, la estructura cristalina y el estado de deformación de las capas ultra delgadas y de las nanoislas autoensambladas. Las medidas magnéticas macroscópicas muestran que las temper-aturas de Curie de capas e islas (Tc~350 K) son comparables al valor de Tc reportado en la literatura para LSMO masivo. Estos resultados contrastan con la tendencia gen-eral observada en la literatura para capas ultra delgadas depositadas por métodos vía vapor y para islas litogra?adas, tendencia según la cual la Tc muestra valores signi?cativamente inferiores a 350 K. Las medidas preliminares de transporte realizadas en las capas de LSMO de esta tesis revelan, adicionalmente, el desacoplo de las transiciones ferromagnética-paramagnética y metal-aislante, además de un incremento sustancial de la magnetorresistencia. El sistema de nanoislas 3D ferromagnéticas autoensambladas de LSMO se ha anal-izado en mayor profundidad empleando técnicas de caracterización local, con el objeto de descubrir sus propiedades funcionales. El estudio detallado mediante micoscopía de fuerzas magnéticas (MFM) muestra la correlación entre la estructura magnética y las características geométricas de las nanoislas de LSMO, donde el estado de vórtice juega un rol central. También hemos abordado el reto que suponen islas tan pequeñas (inferiores a 200 nm en tamaño lateral) crecidas sobre sustratos aislantes en su estudio mediante Microscopía de fotoemisión de electrones (PEEM) y Microscopía Kelvin de fuerzas (KPFM). La investigación por PEEM nos ha provisto de información este¬quiométrica de las islas y ha mostrado el comportamiento magnético de algunas de las más grandes. Por su parte, mediante KPFM se ha observado la anisotropía de la función trabajo entre las facetas de las nanoislas de LSMO, lo que abre el camino a la caracterización electrostática de la super?cie de óxidos complejos nanométricos.
