Transformación estructural para BaBiO_3-δ películas delgadas cultivadas en SrTiO₃ con amortiguador Si(001) inducida...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química del estado sólido
• Deposición de película delgada

Sus antecedentes:

• La pérdida de oxígeno es un defecto común en los materiales de perovskita, a menudo derivado de la baja presión de oxígeno durante la síntesis.
• Las películas delgadas de bismutato de bario (BaBiO3-δ) son susceptibles a la formación de vacíos de oxígeno, lo que afecta sus propiedades estructurales y electrónicas.

Objetivo del estudio:

• Investigar métodos para controlar las vacantes de oxígeno en las películas delgadas BaBiO3-δ cultivadas en sustratos de Si{001).
• Para lograr la estructura de perovskita deseada mediante la mitigación de la pérdida de oxígeno durante y después del crecimiento.

Principales métodos:

• Epitaxia de haz molecular (MBE) para la deposición de película delgada en sustratos con amortiguador de SrTiO3.
• Procesos de enfriamiento controlados con suministro de oxígeno activado.
• El recocido ex situ en oxígeno molecular.
• Caracterización mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM), espectroscopia de Raman, fotoluminiscencia (PL) y difracción de rayos X (XRD).

Principales resultados:

• La estructura de perovskita de BaBiO3 se obtiene con éxito mediante la incorporación de un suministro extendido de oxígeno activado durante el enfriamiento o mediante recocido ex situ.
• La transformación estructural es confirmada por TEM, Raman y PL, mostrando octaedros reconstruidos.
• XRD revela una constante de celosía fuera de plano más pequeña para la fase de perovskita.
• La tensión del sustrato de Si se identifica como un factor clave que impulsa la creación de vacíos de oxígeno.

Conclusiones:

• La transformación estructural de BaBiO3-δ en la fase de perovskita se puede lograr mediante un control cuidadoso de la presión parcial de oxígeno durante el procesamiento posterior al crecimiento.
• Las estrategias optimizadas de enfriamiento o recocido son esenciales para fabricar películas finas de BaBiO3 de alta calidad con reducidas vacantes de oxígeno.
• Comprender el papel de la tensión inducida por el sustrato es fundamental para la ingeniería de defectos en películas finas de perovskita en silicio.