New features in solution derived La(0:7)Sr(0:3)MnO(3) thin films : spontaneous outcropping and nanoscale reversible resistive switching

Esta disertacion describe las propiedades estructurales, de transporte electronico y magneticas basicas de peliculas delgadas de La0.7Sr0. 3Mn03 (LSMO) crecidas por deposito de soluciones quimicas en substratos monocristalinos. Ademas, nuevas caracteristicas, tales como, el aﬂoramiento espontaneo de puntos nanometricos aislantes en la superﬁcie de la pelicula de LSMO e interruptores resistivos reversibles a la nano escala han sido abordados. Esta tesis esta organizada del siguiente modo: primero, se da una breve introduccion sobre manganitas. En el segundo capitulo, el estudio de un nuevo mecanismo para generar estructuras aislantes y nanometricas auto-ensambladas en la superﬁcie de la pelicula de LSMO es presentado. Estas dos fases cristalinas, la pelicula delgada de LSMO y los puntos aislantes, son investigados por microscopia electronica de transmision (TEM), mostrando una estructura coherentemente tensionada, si bien el estado de tension y la simetria de la red de la capa de LSMO debajo de los puntos ha sido modiﬁcada. Estas islas aislantes provocan una tension isotropica a la pelicula debajo de las mismas, lo cual, hace disminuir la contribucion magneto-elastica en la anisotropia magnetica. Se muestra que el tamano y la concentracion de las islas puede ser modiﬁcado a traves de la cinetica del crecimiento y modiﬁcando la cantidad de exceso de La en la solucion precursora inicial. En el tercer capitulo, se intenta poner en evidencia el papel que juega la generacion de tension en las interficies asi como su acomodacion cuando se cambian las propiedades de la pelicula delgada. Por este motivo, la dependencia de la propiedades de magneto transporte han sido analizadas. Los cambios de estas propiedades han sido examinados en el marco de un modelo magneto elastico, encontrando que dichos cambios no pueden ser justiﬁcados solamente con el estado de tension. Sino que, la temperatura de transicion de Curie y metal-aislante estan inﬂuenciadas por otros factores como pueden ser inhomogeneidades quimicas y desorden estructural presente en la pelicula delgada. En el cuarto capitulo, con el ﬁn de dilucidar el origen del calentamiento debido a efecto Joule, si se trata de un efecto intrinseco o extrinseco, en la biestabilidad resistiva de las peliculas delgadas de LSMO hemos llevado a cabo un estudio detallado del origen de este calentamiento. Presentamos medidas del transporte electronico macroscopicas y locales obtenidas con un microscopio de sonda local en modo deteccion de corriente (C-SFM). Demostramos que, bajo adecuadas condiciones de medida, el regimen de resistencia biestable no puede ser conseguido a una temperatura de 300K. Ademas, sugerimos que este fenomeno solo podria ser alcanzado en peliculas delgadas de LSMO a temperaturas entorno a 250K. En el quinto capitulo, una nueva metodologia basada en la generacion de estados resistivos esta¬bles, capaz de programar, almacenar y leer multiples niveles de informacion en regiones nanometri¬cas fue llevada a cabo modiﬁcando las propiedades resistivas intrinsecas de las peliculas delgadas de LSMO. Demostramos que el numero de estos diferentes niveles puede llegar al menos a 10 pudiendo ser incluso mayor. Con este concepto de memoria resolvemos algunos de los principales escollos de la memorias resistivas de acceso aleatorio (RRAM), salvo en el conocimiento del mecanismo que gobierna, como son la escalabilidad, el bajo coste de produccion, una alta densidad de almacenaje de datos y la uniformidad espacial del interruptor resistivo. Las tecnicas y procedimientos experimentales usados en esta tesis son presentados en el capitulo 7. Tanto la tecnica de crecimiento de las peliculas epitaxiales, deposito de soluciones quimicas, como la sintesis de las muestras es descrita. Tambien se explican las diferentes tecnicas utilizadas para la caracterizacion quimica, estructural, de transporte electrico y propiedades magneticas. Ademas, el proceso de litografia optica empleado para las medidas de transporte electronico se explica en este capitulo.