Growth and advanced characterization of solution-derived nanoscale La Sr MnO heteroepitaxial 0.7 0.3 3 systems

Este trabajo trata del crecimiento y de la caracterizacion de sistemas heteroepitax¬iales ferromagneticos de manganita La0.7Sr0. 3MnO3 (LSMO). El LSMO es un oxido complejo que exhibe fenomenos tales como la magnetorresistencia colosal y la semi-metalicidad, lo que lo convierten en ? rme candidato para aplicaciones tecnologicas como sensores y memorias magneticas. Muchas de estas aplicaciones requieren la miniaturizacion del LSMO a rangos nanometricos con bajo coste. Esta miniaturizacion, ademas, conlleva la aparicion de fenomenos nuevos e interesantes, consecuencia de las nuevas relaciones que, en la nanoescala, se establecen entre los atomos constituyentes. En esta tesis demostramos la generacion de LSMO epitaxial y ferromagnetico en forma de capas 2D ultra delgadas (con grosores inferiores a 10 nm) y de nanoislas 3D autoensambladas (con diametros inferiores a 200 nm, grosores inferiores a 40 nm) mediante un metodo quimico escalable basado en el empleo de soluciones ultradilu¬idas. El crecimiento 2D o 3D del LSMO lo determina la eleccion del monocristal oxido 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 cristalogra? cas y las energias de super? cie e intercara. Se trata aqui la morfologia, la estructura cristalina y el estado de deformacion de las capas ultra delgadas y de las nanoislas autoensambladas. Las medidas magneticas macroscopicas 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 metodos via vapor y para islas litogra? adas, tendencia segun 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 ferromagnetica-paramagnetica y metal-aislante, ademas de un incremento sustancial de la magnetorresistencia. El sistema de nanoislas 3D ferromagneticas autoensambladas de LSMO se ha anal-izado en mayor profundidad empleando tecnicas de caracterizacion local, con el objeto de descubrir sus propiedades funcionales. El estudio detallado mediante micoscopia de fuerzas magneticas (MFM) muestra la correlacion entre la estructura magnetica y las caracteristicas geometricas de las nanoislas de LSMO, donde el estado de vortice juega un rol central. Tambien hemos abordado el reto que suponen islas tan pequenas (inferiores a 200 nm en tamano lateral) crecidas sobre sustratos aislantes en su estudio mediante Microscopia de fotoemision de electrones (PEEM) y Microscopia Kelvin de fuerzas (KPFM). La investigacion por PEEM nos ha provisto de informacion este¬quiometrica de las islas y ha mostrado el comportamiento magnetico de algunas de las mas grandes. Por su parte, mediante KPFM se ha observado la anisotropia de la funcion trabajo entre las facetas de las nanoislas de LSMO, lo que abre el camino a la caracterizacion electrostatica de la super? cie de oxidos complejos nanometricos.