Investigadores de TU Delft, La Universidad de Cornell y la Universidad de Cagliari informan sobre un método interesante para convertir un material altamente aislante en un sistema altamente conductor. El proceso implica la combinación de tres óxidos metálicos diferentes en una interfaz nítida. Recientemente han publicado sus hallazgos en Interfaces y materiales aplicados ACS .

Autor principal Giordano Mattoni, Estudiante de doctorado en TU Delft, dice, "Nuestros hallazgos son una prueba contundente de la creciente importancia de los óxidos complejos, que podría utilizarse en la electrónica del futuro. En 2004 se alcanzó un hito fundamental en el uso de estos materiales en electrónica, cuando se descubrió la formación de un sistema electrónico bidimensional (2DES) en la interfaz entre los aislantes LaAlO3 (LAO) y SrTiO3 (STO) ".

Los materiales de óxido complejos ofrecen muchas características que no se pueden lograr con la electrónica actual basada en silicio. Superconductividad, la ferroelectricidad y el magnetismo son solo algunos de los muchos fenómenos interesantes que se observan en los óxidos complejos. Si bien el camino hacia el uso industrial de estos materiales aún es largo, El trabajo de los investigadores de TU Delft es una prueba significativa del potencial de las interfaces de óxido.

Las interfaces entre óxidos complejos constituyen un campo de juego único para los sistemas de electrones bidimensionales (2DES), donde la superconductividad y el magnetismo pueden surgir de combinaciones de aislantes. La formación de un sistema de electrones bidimensionales en la interfaz entre los aisladores STO y LAO es uno de los efectos más intrigantes en la electrónica de óxido. La capa conductora que se forma tiene un carácter fuertemente bidimensional (es un plano de electrones, unos 10 nanómetros de espesor), y presenta una movilidad de electrones muy alta y una fuerte magnetorresistencia.

El origen de este 2DES es una pregunta de larga data, y los resultados recientes indican que el control de la formación de defectos puntuales es crucial para la realización de sistemas de electrones de alta calidad. "Un material prometedor para mejorar las propiedades del sistema de electrones en las interfaces LAO / STO, es el óxido metálico WO3, "dice Mattoni." Este material puede albergar vacantes y átomos intersticiales, razón por la cual se utiliza a menudo en aplicaciones electroquímicas y dispositivos electrocrómicos. En este trabajo demostramos, por primera vez, cómo los recubrimientos WO3 pueden controlar eficazmente el perfil de defectos, induciendo un 2DES de alta movilidad en heteroestructuras WO3 / LAO / STO ".

Los hallazgos experimentales destacaron al WO3 como un dopante muy eficiente para interfaces de óxido. A partir de los resultados descritos en su artículo, los investigadores creen que las superposiciones de WO3 se utilizarán para diseñar nuevos sistemas de electrones conductores en otros materiales de óxido. El trabajo es, por tanto, un importante paso hacia el surgimiento de la futura electrónica de óxido complejo.