Defenses

Efecto del espesor en películas delgadas de YBa2Cu3O7−δ crecidas sobre SrLaAlO4

student: Marcos Mazini


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RESUMEN  En esta tesis se estudia la influencia del espesor y la deformación (strain) en las propiedades superconductoras de películas delgadas de YBa2Cu3O7-δ (YBCO) depositadas sobre los sustratos SrLaAlO4 (SLAO) y SrTiO3 (STO). Las películas delgadas fueron crecidas por medio de deposición por láser pulsado, para lo cual se optimizaron los parámetros de deposición (temperatura del sustrato y distancia diana-sustrato) con el fin de obtener muestras con una alta temperatura crítica (Tc), una transición estrecha y la fase correcta de YBCO. Para analizar dichas magnitudes se realizaron medidas de susceptibilidad magnética AC en función de la temperatura y difracción de rayos X, encontrando los parámetros de deposición óptimos para el crecimiento en cada sustrato. Utilizando los parámetros de deposición óptimos, se crecieron muestras variando el tiempo de deposición, obteniendo películas delgadas con diferente espesor. Dichas muestras se caracterizaron mediante difracción de rayos X determinando el parámetro de red c, el strain (εc), la longitud de coherencia cristalina (Lc) y el microstrain (εm). Mientras que el tamaño de grano (Lg) y la morfología de las muestras se estudiaron mediante imágenes topográficas tomadas con microscopía de fuerza atómica. Las propiedades superconductoras se analizaron midiendo la susceptibilidad magnética AC y la resistencia eléctrica en función de la temperatura, determinando la Tc y el ancho de transición. Los modos de vibración se estudiaron mediante espectroscopia Raman. Para el caso de YBCO sobre STO no se encontró una dependencia con el espesor, ni del parámetro de red c, ni de la Tc. La mayoría de las muestras no presentaron strain, a excepción de la muestra depositada por 15 min que presentó un strain residual. Se determinó que todas las muestras poseen el mismo microstrain, mientras que Lc y Lg crecen linealmente con el tiempo de deposición, observándose que Lg < Lc, indicativo de un crecimiento del tipo StranskiKrastanov. Sin embargo, para las muestras crecidas sobre SLAO se encontró que por encima de 12 min la Tc aumenta lentamente con el tiempo de deposición mientras que el eje c no tiene un comportamiento monótono. Por debajo de los 12 min y a medida que disminuye el tiempo de deposición, el valor de c comienza a aumentar monótonamente, con un strain que aumenta y una Tc que disminuye. Al igual que para las muestras crecidas sobre STO, Lc y Lg crecen linealmente con el tiempo de deposición pero a una tasa menor.  No se presentaron corrimientos en frecuencia de los modos de vibración observados mediante los espectros Raman, a excepción de la muestra sobre SLAO depositada por 6 min, donde se presentaron corrimientos a frecuencias menores, asociados a la presencia de strain. Finalmente, el cambio en la Tc pudo ser explicado introduciendo un modelo basado en fluctuaciones cuánticas de carga que relaciona el espesor y el strain de las muestras con su Tc. El modelo presentado considera un Hamiltoniando que se compone únicamente por un término de energía electrostática y un término de fase superconductora. Se encontró que cuando aparece strain, el efecto del mismo domina sobre el efecto del espesor, produciendo una caída brusca de Tc

Institutions:

Facultad de Ciencias, Facultad de Ingeniería, PEDECIBA Física

Place:

Salón de seminarios, Instituto de Física, Facultad de Ingeniería.

Date:

28/02/2023

Hour:

14:00

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