Preparation and characterization of magnetic EuO and related compounds
El monóxido de europio EuO es un material ferromagnético que muestra una gran variedad de fenómenos físicos y se utiliza a menudo como sistema ideal. Cabe destacar el efecto Kerr, el transporte de espín y, para EuO , una transición metal-aislante con magnetorresistencia colosal. EuO es el único óxid...
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2013 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:113075 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/113075 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Materials ferromagnètics Pel·lícules fines |
| Sumario: | El monóxido de europio EuO es un material ferromagnético que muestra una gran variedad de fenómenos físicos y se utiliza a menudo como sistema ideal. Cabe destacar el efecto Kerr, el transporte de espín y, para EuO , una transición metal-aislante con magnetorresistencia colosal. EuO es el único óxido binario conocido que se puede crecer termodinámicamente estable en contacto con silicio. Este óxido puede utilizarse para la inyección de espines ajustando su conductividad a la del silicio o también cómo barrera túnel. Mediante el dopaje, normalmente con lantánidos o Eu, puede aumentarse la temperatura de Curie por encima de los 69K. Las dificultades inherentes a la fabricación de películas delgadas de EuO hacen su aplicación difícil, porque forma fácilmente oxidos no magnéticos, Eu O o Eu O . En esta tesis se estudian también compuestos relacionados como EuS y Eu O . En un primer intento se utilizó la deposición por láser pulsado, donde debido al alto contenido de oxígeno en la cámara se creció Eu O epitaxial. Este óxido de europio tiene aplicaciones en recubrimientos fotoactivos, almacenamiento de datos ópticos, pantallas fluorescentes y dispositivos microelectrónicos debido a su excelente comportamiento dieléctrico. Esta tesis presenta el primer ejemplo de crecimiento epitaxial de una película delgada de Eu O mediante técnicas en fase de vapor. Se describen los intentos de depositar EuO mediante pulverización catódica a partir de un blanco metálico. Siendo esta técnica la preferida en aplicaciones industriales, se estudió el efecto de diferentes substratos, y de capas intermedias y de protección. La alta reactividad del Eu en el interior del plasma provoca una mala reproducibilidad de las deposiciones y la presencia simultánea de varios óxidos de Eu que se determinó mediante rayos X. La deposición por MBE es actualmente la técnica preferida para conseguir crecimiento de EuO de alta calidad, porque ofrece un gran control de los parámetros críticos de la deposición. Gracias a su perfecta compatibilidad estructural, el YSZ facilita el crecimiento epitaxial de EuO. Hemos observado que se pueden superar problemas en el depósito mediante la introducción de una capa intermedia de MgO, con la que incluso se mejoró la cristalinidad de las capas. Al considerar las aplicaciones del EuO, el dopaje es relevante, porque permite el aumento de la temperatura de Curie y una modificación de la resistividad de varias órdenes de magnitud. Hemos demostrado que EuO dopado con un porcentaje muy bajo de Se muestra un gran aumento de la temperatura de Curie. Como no existe ningun modelo para este caso concreto en la literatura, se analiza el mecanismo que puede dar lugar a este comportamiento atípico. En esta memoria también se presentan las primeras medidas nanocalorimétri-cas de películas delgadas de EuO. Aparte de mejorar el sistema de medición, se ha desarrollado un formalismo matemático que permite un cálculo más preciso de la capacidad calorifica. Se han medido capas de EuO con espesores de unos pocos nanómetros. Se observa una disminución de las temperaturas de Curie y Debye al disminuir el espesor. También se modifica la entropía magnética, debido al aumento de átomos con baja coordinación a través de la superficie o las juntas de grano. El último capítulo trata de barreras ferromagnéticas y aislantes de EuS, que son menos reactivas y similares a las barreras de EuO, utilizadas para hacer medidas de transporte. El efecto de la intercara entre EuS y aluminio superconductor se ha investigado mediante la introducción de capas delgadas intermedias de Cu y Si en las juntas. Se ha observado un pico anómalo a bias cero, que tiene un comportamiento histerético cuando se aplica un campo magnético. La polarización de espín máxima que se obtuvo fue del 56%. |
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