Electrical transport across nanometric SrTiO3 and BaTiO3 barriers in conducting/insulator/conducting junctions

Autores
Navarro Fernández, Henry Luciano; Sirena, Martin; Gonzalez Sutter, Jesus Ignacio; Troiani, Horacio Esteban; del Corro, Pablo Guillermo; Granell, Pablo Nicolás; Golmar, Federico; Haberkorn, Nestor Fabian
Año de publicación
2018
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
We report the electrical transport properties of conducting/insulator/conducting heterostructures by studying current-voltage IV curves at room temperature. The measurements were obtained on tunnel junctions with different areas (900, 400 and 100 μm2) using a conducting atomic force microscope. Trilayers with GdBa2Cu3O7 (GBCO) as the bottom electrode, SrTiO3 or BaTiO3 (thicknesses between 1.6 and 4 nm) as the insulator barrier, and GBCO or Nb as the top electrode were grown by DC sputtering on (100) SrTiO3 substrates For SrTiO3 and BaTiO3 barriers, asymmetric IV curves at positive and negative polarization can be obtained using electrodes with different work function. In addition, hysteretic IV curves are obtained for BaTiO3 barriers, which can be ascribed to a combined effect of the FE reversal switching polarization and an oxygen vacancy migration. For GBCO/BaTiO3/GBCO heterostructures, the IV curves correspond to that expected for asymmetric interfaces, which indicates that the disorder affects differently the properties at the bottom and top interfaces. Our results show the role of the interface disorder on the electrical transport of conducting/insulator/conduction heterostructures, which is relevant for different applications, going from resistive switching memories (at room temperature) to Josephson junctions (at low temperatures).
Fil: Navarro Fernández, Henry Luciano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Sirena, Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Gonzalez Sutter, Jesus Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Troiani, Horacio Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina
Fil: del Corro, Pablo Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Granell, Pablo Nicolás. Instituto Nacional de Tecnología Industrial; Argentina
Fil: Golmar, Federico. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Haberkorn, Nestor Fabian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina
Materia
CONDUCTIVE ATOMIC FORCE MICROSCOPY
SPUTTERING
THIN FILMS
TUNNEL JUNCTIONS
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Trilayers with GdBa2Cu3O7 (GBCO) as the bottom electrode, SrTiO3 or BaTiO3 (thicknesses between 1.6 and 4 nm) as the insulator barrier, and GBCO or Nb as the top electrode were grown by DC sputtering on (100) SrTiO3 substrates For SrTiO3 and BaTiO3 barriers, asymmetric IV curves at positive and negative polarization can be obtained using electrodes with different work function. In addition, hysteretic IV curves are obtained for BaTiO3 barriers, which can be ascribed to a combined effect of the FE reversal switching polarization and an oxygen vacancy migration. For GBCO/BaTiO3/GBCO heterostructures, the IV curves correspond to that expected for asymmetric interfaces, which indicates that the disorder affects differently the properties at the bottom and top interfaces. Our results show the role of the interface disorder on the electrical transport of conducting/insulator/conduction heterostructures, which is relevant for different applications, going from resistive switching memories (at room temperature) to Josephson junctions (at low temperatures).Fil: Navarro Fernández, Henry Luciano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Sirena, Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Gonzalez Sutter, Jesus Ignacio. 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