Tuning the electronic properties at the surface of BaBiO3 thin films

Autores
Ferreyra, Cristian Daniel; Güller, Francisco; Marchini, Florencia; Lüders, U.; Albornoz, C.; Leyva, Adelma Graciela; Williams, Federico José; Llois, Ana Maria; Vildosola, Veronica Laura; Rubi, Diego
Año de publicación
2016
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
The presence of 2D electron gases at surfaces or interfaces in oxide thin films remains a hot topic in condensed matter physics. In particular, BaBiO3 appears as  a very interesting system as it was theoretically proposed that its (001) surface should become metallic if a Bi-termination is achieved (Vildosola et al., PRL 110, 206805 (2013)). Here we report on the preparation by pulsed laser depositionand characterization of BaBiO3 thin films on silicon. We show that the texture of the films can be tuned by controlling the growth conditions, being possible to stabilize strongly (100)-textured films. We find significant differences on the spec- troscopic and transport properties between (100)-textured and non-textured films.We rationalize these experimental results by performing first principles calcula- tions, which indicate the existence of electron doping at the (100) surface. This stabilizes Bi ions in a 3+ state, shortens Bi-O bonds and reduces the electronic band gap, increasing the surface conductivity. Our results emphasize the importance of surface effects on the electronic properties of perovskites, and provide strategies to design novel oxide heterostructures with potential interface-related 2D electron gases. C 2016 Author(s). All article content, except where other- wise noted, is licensed under a Creative Commons Attribution (CC BY) license
Fil: Ferreyra, Cristian Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); Argentina
Fil: Güller, Francisco. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Marchini, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Lüders, U.. Centre National de la Recherche Scientifique; Francia
Fil: Albornoz, C.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); Argentina
Fil: Leyva, Adelma Graciela. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); Argentina
Fil: Williams, Federico José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Llois, Ana Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); Argentina
Fil: Vildosola, Veronica Laura. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Rubi, Diego. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina
Materia
BABIO3
2D ELECTRON GAS
PLD
CHARACTERIZATION
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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We find significant differences on the spec- troscopic and transport properties between (100)-textured and non-textured films.We rationalize these experimental results by performing first principles calcula- tions, which indicate the existence of electron doping at the (100) surface. This stabilizes Bi ions in a 3+ state, shortens Bi-O bonds and reduces the electronic band gap, increasing the surface conductivity. Our results emphasize the importance of surface effects on the electronic properties of perovskites, and provide strategies to design novel oxide heterostructures with potential interface-related 2D electron gases. C 2016 Author(s). All article content, except where other- wise noted, is licensed under a Creative Commons Attribution (CC BY) licenseFil: Ferreyra, Cristian Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); ArgentinaFil: Güller, Francisco. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Marchini, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Lüders, U.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Albornoz, C.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); ArgentinaFil: Leyva, Adelma Graciela. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); ArgentinaFil: Williams, Federico José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Llois, Ana Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); ArgentinaFil: Vildosola, Veronica Laura. 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