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<dc:title>Estudio de las propiedades estructurales, magnéticas y de transporte en multicapas multiferroicas. Influencia de las tensiones y del desorden estructural. </dc:title>
<dc:title_english>Studyof structural, magnetic and transport properties in multiferroic multilayers. Influence of stress and structural disorder.</dc:title_english>
<dc:creator>Gonzalez Sutter, Jesús I.</dc:creator>
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<dc:description>En los últimos años se han estudiado variados fenómenos y propiedades físicas de
muestras en base a óxidos multiferroicos. Sin embargo, aún no se comprenden completamente
cómo afectan las propiedades estructurales a los fenómenos físicos intrínsecos
de estos sistemas y su potencial interés desde el punto de vista de la ciencia básica
y su posible aplicación en tecnología. En el presente trabajo se realiza una investigación
de la optimización y estudio de la calidad de las muestras de tipo “multiferroicos
compuestos artificiales” en base a óxidos de manganeso y perovskitas ferroeléctricas,
para posteriormente relacionar las características de las muestra con sus propiedades
magnéticas y de transporte. El objetivo fundamental de la tesis es estudiar la correlación
entre las propiedades estructurales y las propiedades magnéticas y de transporte
en las superredes multiferroicas basadas en óxidos de manganeso. Esta correlación se
da principalmente en las interfases, donde las características estructurales, tales como
las tensiones biaxiales, el desorden y defectos estructurales afectan a las propiedades
magnéticas y de transporte. Para este efecto, se diseñaron y fabricaron dos series
de multicapas de distinto espaciador ferroeléctrico (FE), Ba_0;25Sr_0;75TiO_3 (BSTO) y
BaTiO_3 (BTO), eligiendo los compuestos de forma tal que los parámetros de red de los
mismos fuesen similares o significativamente diferentes de la manganita ferromagnética
(FM), La_0;8Ba_0;2MnO_3 (LBMO), respectivamente. Se esperó de esta manera poder
controlar o modificar el modo de crecimiento y las características estructurales de cada
serie de muestras. Las muestras con BSTO mostraron un crecimiento coherente con
predominio de las tensiones biaxiales en las superredes. Por otro lado, debido a la gran
diferencia entre los parámetros de red de las superredes con BTO, las tensiones biaxiales
relajan mediante defectos estructurales en las interfases, induciendo un predominio
de los mismos en las propiedades físicas de las muestras.
En la primera parte de la tesis se presenta una caracterización estructural de las
muestras que permitió evaluar la calidad y propiedades de las superredes variando el
espesor de capa individual. Para esto se utilizaron técnicas de reflectometría (RRX),
topografía en microscopio de fuerza atómica (AFM), microscopio de fuerza atómica
conductora (CAFM), de difracción de rayos X (DRX) y de microscopía electrónica de
barrido y transmisión (SEM y TEM). Las técnicas no destructivas sobre las muestras
(RRX, AFM y DRX) permitieron estudiar espesores, calidad topográfica y la cohei
rencia cristalográfica de las muestras. Las muestras, en general, crecen con una alta
calidad y texturadas en la dirección cristalina impuesta por el sustrato. Sin embargo,
se halló que sistemáticamente las superredes basadas en BTO contenían una mayor
presencia de defectos y desórdenes estructurales respecto a las superredes basadas en
BSTO, como consecuencia de mecanismos de relajación de la energía elástica acumulada
en los sistemas de BTO. Para estudiar la influencia del proceso de oxigenación
en la calidad de las superredes se estudió, mediante CAFM, la conducción a través de
capas ultra-delgadas de BSTO, determinando que la calidad dieléctrica del material
es fuertemente dependiente de la oxigenación. Las vacancias de oxígeno empobrecen
las características aislantes de los materiales. Se presentó un modelo fenomenológico
para estudiar estos efectos y se estudió la conductividad de las muestras para distintos
espesores de capa de BSTO. Finalmente, las muestras fueron estudiadas química y
morfológicamente mediante las técnicas de microscopía electrónica, encontrándose morfología
capa por capa, presentando una clara distinción entre capas para compuestos
ferromagnéticos y ferroeléctricos, más allá de la interdifusión, defectos y rugosidades
localizadas mayoritariamente en las interfases.
En la segunda parte de la tesis se investigaron las propiedades magnéticas y de
transporte de las multicapas y se relacionaron con las características estructurales de
las mismas. Esto se llevó a cabo utilizando un magnetómetro SQUID y equipos de
transporte eléctrico, en ambos casos con la posibilidad de variar temperatura y campo
magnético. Para el estudio de las propiedades magnéticas se realizaron barridos de
temperatura y en función de campo, y posteriormente se relacionaron con el efecto
de las tensiones y desorden deducidos a partir de las propiedades estructurales. Se
observó que las propiedades magnéticas dependen en mayor medida de las tensiones
biaxiales inducidas por la diferencia entre los parámetros de red de los compuestos y
el sustrato que de los defectos estructurales como dislocaciones o vacancias. Análogamente
para las propiedades de transporte se realizaron barridos de temperatura y de
campo, obteniéndose curvas de resistividad y magnetorresistencia. Se halló que para el
transporte de estos sistemas, tanto las tensiones como el desorden estructural, afectan
significativamente las propiedades resistivas de los sistemas, de manera consistente con
los resultados obtenidos para el análisis de las propiedades magnéticas. De acuerdo a lo
esperado, se observa que las tensiones biaxiales son dominantes en las superredes con
BSTO y los defectos son dominantes en superredes con BTO. La menor relevancia de
los defectos en las propiedades magnéticas respecto a las de transporte se adjudicó a que
el primero corresponde a un fenómeno colectivo determinado por efectos volumétricos,
mientras que el segundo es mucho más sensible a las interacciones individuales en cada
región de las capas magnéticas. Adicionalmente se estudió el efecto de la localización
de los portadores de carga según las características de las muestras, encontrándose que
en las muestras de espesores magnéticos pequeños y muestras con alta influencia del
desorden, los portadores de carga se encuentran más localizados. A bajas temperaturas
la energía para deslocalizar a los portadores de carga disminuía al menos en un orden
de magnitud, respecto al régimen de altas temperaturas, debido a que en este rango
de temperaturas suelen ocurrir saltos de los portadores de carga entre volúmenes de
localización. Finalmente se correlacionaron las características magnetorresistivas con
el desorden de los sistemas. Los sistemas altamente desordenados terminaban en comportamientos
con altos valores de magnetorresistencia a muy bajas temperaturas. Esto
ocurriría porque el sistema no logra ordenarse completamente con la reducción de la
energía térmica y mantiene una alta capacidad de ordenamiento bajo la influencia de
un campo magnético externo.
El diseño de superredes artificiales basadas en óxidos de manganeso permitió correlacionar
las propiedades estructurales, magnéticas y de transporte de manera más
controlada. La selección de los compuestos con diferencias características en su parámetro
de red permitió la fabricación de muestras con diferentes modos de crecimiento
y discriminar la influencia de las tensiones y los defectos estructurales en las propiedades
magnéticas y de transporte en los sistemas multicapa. Los resultados obtenidos
son interesantes para comprender mejor la física de estos sistemas así como su posible
aplicación en el desarrollo de nuevos dispositivos tecnológicos.</dc:description>
<dc:description_english>In recent years, several phenomena and physical properties of samples based on multiferroic
oxides have been studied. However, it is not yet fully understood how structural
properties affect the intrinsic physical phenomena of these systems and their potential
interest from the point of view of basic science and its possible application in applied
technology. In the present work an optimization and study of the quality of the samples
of “artificial multiferroic compounds” type, based on manganese oxides and ferroelectric
perovskites, is carried out, and then the characteristics of the samples are related with
their magnetic and transport properties. This correlation occurs mainly at interphases,
where structural characteristics, such as biaxial stresses, disorder, and structural defects
affect magnetic and transport properties. For this effect, two multilayer series were
designed and fabricated for different ferroelectric spacer (FE), Ba_0:25Sr_0:75TiO_3 (BSTO)
and BaTiO_3 (BTO), choosing the compounds such that their lattice parameters were
similar or significantly different from ferromagnetic manganite (FM), La_0:8Ba_0:2MnO_3
(LBMO), respectively. In this way it was expected to control or modify the growth
mode and the structural characteristics of each series of samples. The samples with
BSTO showed a coherent growth with a predominance of biaxial stresses in the superlattices.
On the other hand, due to the great difference between the lattice parameters
of the superlattices with BTO, the biaxial stresses relax through structural defects in
the interphases, inducing a predominance of disorder in the physical properties of the
samples.
In the first part of the thesis, a series of structural characterization of the samples
is presented, which allowed evaluating the quality and properties of the superlattices
by varying the thickness of the individual layer. For this, reflectometry (RRX),
atomic force microscope topography (AFM), conductive atomic force (CAFM), X-ray
diffraction (XRD) and transmission and scanning electron microscopy (SEM and TEM)
techniques were used. The non-invasive and non-destructive techniques on the samples
(RRX, AFM and DRX) made it possible to study thickness, topographic quality
and the crystallographic coherence of the samples. The samples, in general, grow
with a high quality and are textured in the crystalline direction imposed by the substrate.
However, it was found that BTO-based superlattices systematically contained
a greater presence of defects and structural disorder compared to BSTO-based super
lattices, as a consequence of relaxation mechanisms of the elastic energy accumulated
in BTO systems. To study the influence of the oxygenation process on the quality of
the superlattices, the conduction through ultra-thin layers of BSTO was studied using
CAFM, determining that the dielectric quality of the material is strongly dependent on
oxygenation. Oxygen vacancies degrade the insulating characteristics of materials. A
phenomenological model was presented to study these effects and the conductivity of
the samples was studied for different BSTO layer thicknesses. Finally, the samples were
studied chemically and morphologically using electron microscopy techniques, finding
layer by layer morphology, presenting a clear distinction between layers for ferromagnetic
and ferroelectric compounds, beyond the interdiffusion, defects and roughness
located mainly at the interphases.
In the second part of the thesis, the magnetic and transport properties of the multilayers
were investigated and related to their structural characteristics. This was carried
out using a SQUID magnetometer and electrical transport equipment, in both cases
with the possibility of varying temperature and magnetic field. For the study of the
magnetic properties, temperature and field scans were carried out and later they were
related to the effect of stresses and disorder deduced from the structural properties. It
was observed that the magnetic properties depend to a greater extent on the biaxial
stresses induced by the difference between the lattice parameters of the compounds and
the substrate rather than structural defects such as dislocations or vacancies. Analogously,
for the transport properties, temperature and field scans were carried out,
obtaining resistivity and magnetoresistance curves. It was found that for the transport
of these systems, both stresses and structural disorder significantly affect the resistive
properties of the systems, consistent with the results obtained for the analysis of magnetic
properties. According to expectations, it is observed that the biaxial stresses
are dominant in superlattices with BSTO and defects dominate in superlattices with
BTO. The lower relevance of the defects in the magnetic properties with respect to
those of transport was attributed to the fact that the first corresponds to a collective
phenomenon determined by volumetric effects, while the second is much more sensitive
to individual interactions in each region of the magnetic layers. Additionally, the effect
of the localization of the charge carriers was studied according to the characteristics of
the samples, finding that in the samples with small magnetic thicknesses and samples
with high influence of disorder, the charge carriers are more localized. At low temperatures,
the energy to delocalize the charge carriers decreased by at least one order
of magnitude, with respect to the high temperature regime, due to the fact that, in
this temperature range, jumps of the charge carriers usually occur between locating
volumes. Finally, the magnetoresistive characteristics were correlated with the disorder
of the systems. Highly disordered systems end up in behaviors with high magnetoresistance
values at very low temperatures. This would occur because the system fails to
order completely with the reduction of thermal energy and maintains a high ordering
capacity under the influence of an external magnetic field.
The design of artificial superlattices based on manganite oxides made it possible
to correlate structural, magnetic and transport properties in a more controlled way.
The selection of compounds with characteristic differences in their lattice parameter
allowed the fabrication of samples with different growth modes and to discriminate
the influence of stresses and structural defects on magnetic and transport properties
in multilayer systems. The results obtained are interesting to better understand the
physics of these systems as well as their possible applications in the development of
new technological devices.</dc:description_english>
<dc:date>2021-07-08</dc:date>
<dc:type>Tesis</dc:type>
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<dc:identifier>Gonzalez Sutter, Jesús I. (2021) Estudio de las propiedades estructurales, magnéticas y de transporte en multicapas multiferroicas. Influencia de las tensiones y del desorden estructural. / Studyof structural, magnetic and transport properties in multiferroic multilayers. Influence of stress and structural disorder. Tesis Doctoral en Física, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.</dc:identifier>
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"description": "En los \u00faltimos a\u00f1os se han estudiado variados fen\u00f3menos y propiedades f\u00edsicas de\r\nmuestras en base a \u00f3xidos multiferroicos. Sin embargo, a\u00fan no se comprenden completamente\r\nc\u00f3mo afectan las propiedades estructurales a los fen\u00f3menos f\u00edsicos intr\u00ednsecos\r\nde estos sistemas y su potencial inter\u00e9s desde el punto de vista de la ciencia b\u00e1sica\r\ny su posible aplicaci\u00f3n en tecnolog\u00eda. En el presente trabajo se realiza una investigaci\u00f3n\r\nde la optimizaci\u00f3n y estudio de la calidad de las muestras de tipo \u201cmultiferroicos\r\ncompuestos artificiales\u201d en base a \u00f3xidos de manganeso y perovskitas ferroel\u00e9ctricas,\r\npara posteriormente relacionar las caracter\u00edsticas de las muestra con sus propiedades\r\nmagn\u00e9ticas y de transporte. El objetivo fundamental de la tesis es estudiar la correlaci\u00f3n\r\nentre las propiedades estructurales y las propiedades magn\u00e9ticas y de transporte\r\nen las superredes multiferroicas basadas en \u00f3xidos de manganeso. Esta correlaci\u00f3n se\r\nda principalmente en las interfases, donde las caracter\u00edsticas estructurales, tales como\r\nlas tensiones biaxiales, el desorden y defectos estructurales afectan a las propiedades\r\nmagn\u00e9ticas y de transporte. Para este efecto, se dise\u00f1aron y fabricaron dos series\r\nde multicapas de distinto espaciador ferroel\u00e9ctrico (FE), Ba_0;25Sr_0;75TiO_3 (BSTO) y\r\nBaTiO_3 (BTO), eligiendo los compuestos de forma tal que los par\u00e1metros de red de los\r\nmismos fuesen similares o significativamente diferentes de la manganita ferromagn\u00e9tica\r\n(FM), La_0;8Ba_0;2MnO_3 (LBMO), respectivamente. Se esper\u00f3 de esta manera poder\r\ncontrolar o modificar el modo de crecimiento y las caracter\u00edsticas estructurales de cada\r\nserie de muestras. Las muestras con BSTO mostraron un crecimiento coherente con\r\npredominio de las tensiones biaxiales en las superredes. Por otro lado, debido a la gran\r\ndiferencia entre los par\u00e1metros de red de las superredes con BTO, las tensiones biaxiales\r\nrelajan mediante defectos estructurales en las interfases, induciendo un predominio\r\nde los mismos en las propiedades f\u00edsicas de las muestras.\r\nEn la primera parte de la tesis se presenta una caracterizaci\u00f3n estructural de las\r\nmuestras que permiti\u00f3 evaluar la calidad y propiedades de las superredes variando el\r\nespesor de capa individual. Para esto se utilizaron t\u00e9cnicas de reflectometr\u00eda (RRX),\r\ntopograf\u00eda en microscopio de fuerza at\u00f3mica (AFM), microscopio de fuerza at\u00f3mica\r\nconductora (CAFM), de difracci\u00f3n de rayos X (DRX) y de microscop\u00eda electr\u00f3nica de\r\nbarrido y transmisi\u00f3n (SEM y TEM). Las t\u00e9cnicas no destructivas sobre las muestras\r\n(RRX, AFM y DRX) permitieron estudiar espesores, calidad topogr\u00e1fica y la cohei\r\nrencia cristalogr\u00e1fica de las muestras. Las muestras, en general, crecen con una alta\r\ncalidad y texturadas en la direcci\u00f3n cristalina impuesta por el sustrato. Sin embargo,\r\nse hall\u00f3 que sistem\u00e1ticamente las superredes basadas en BTO conten\u00edan una mayor\r\npresencia de defectos y des\u00f3rdenes estructurales respecto a las superredes basadas en\r\nBSTO, como consecuencia de mecanismos de relajaci\u00f3n de la energ\u00eda el\u00e1stica acumulada\r\nen los sistemas de BTO. 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Finalmente, las muestras fueron estudiadas qu\u00edmica y\r\nmorfol\u00f3gicamente mediante las t\u00e9cnicas de microscop\u00eda electr\u00f3nica, encontr\u00e1ndose morfolog\u00eda\r\ncapa por capa, presentando una clara distinci\u00f3n entre capas para compuestos\r\nferromagn\u00e9ticos y ferroel\u00e9ctricos, m\u00e1s all\u00e1 de la interdifusi\u00f3n, defectos y rugosidades\r\nlocalizadas mayoritariamente en las interfases.\r\nEn la segunda parte de la tesis se investigaron las propiedades magn\u00e9ticas y de\r\ntransporte de las multicapas y se relacionaron con las caracter\u00edsticas estructurales de\r\nlas mismas. Esto se llev\u00f3 a cabo utilizando un magnet\u00f3metro SQUID y equipos de\r\ntransporte el\u00e9ctrico, en ambos casos con la posibilidad de variar temperatura y campo\r\nmagn\u00e9tico. Para el estudio de las propiedades magn\u00e9ticas se realizaron barridos de\r\ntemperatura y en funci\u00f3n de campo, y posteriormente se relacionaron con el efecto\r\nde las tensiones y desorden deducidos a partir de las propiedades estructurales. Se\r\nobserv\u00f3 que las propiedades magn\u00e9ticas dependen en mayor medida de las tensiones\r\nbiaxiales inducidas por la diferencia entre los par\u00e1metros de red de los compuestos y\r\nel sustrato que de los defectos estructurales como dislocaciones o vacancias. An\u00e1logamente\r\npara las propiedades de transporte se realizaron barridos de temperatura y de\r\ncampo, obteni\u00e9ndose curvas de resistividad y magnetorresistencia. Se hall\u00f3 que para el\r\ntransporte de estos sistemas, tanto las tensiones como el desorden estructural, afectan\r\nsignificativamente las propiedades resistivas de los sistemas, de manera consistente con\r\nlos resultados obtenidos para el an\u00e1lisis de las propiedades magn\u00e9ticas. De acuerdo a lo\r\nesperado, se observa que las tensiones biaxiales son dominantes en las superredes con\r\nBSTO y los defectos son dominantes en superredes con BTO. La menor relevancia de\r\nlos defectos en las propiedades magn\u00e9ticas respecto a las de transporte se adjudic\u00f3 a que\r\nel primero corresponde a un fen\u00f3meno colectivo determinado por efectos volum\u00e9tricos,\r\nmientras que el segundo es mucho m\u00e1s sensible a las interacciones individuales en cada\r\nregi\u00f3n de las capas magn\u00e9ticas. Adicionalmente se estudi\u00f3 el efecto de la localizaci\u00f3n\r\nde los portadores de carga seg\u00fan las caracter\u00edsticas de las muestras, encontr\u00e1ndose que\r\nen las muestras de espesores magn\u00e9ticos peque\u00f1os y muestras con alta influencia del\r\ndesorden, los portadores de carga se encuentran m\u00e1s localizados. A bajas temperaturas\r\nla energ\u00eda para deslocalizar a los portadores de carga disminu\u00eda al menos en un orden\r\nde magnitud, respecto al r\u00e9gimen de altas temperaturas, debido a que en este rango\r\nde temperaturas suelen ocurrir saltos de los portadores de carga entre vol\u00famenes de\r\nlocalizaci\u00f3n. Finalmente se correlacionaron las caracter\u00edsticas magnetorresistivas con\r\nel desorden de los sistemas. Los sistemas altamente desordenados terminaban en comportamientos\r\ncon altos valores de magnetorresistencia a muy bajas temperaturas. Esto\r\nocurrir\u00eda porque el sistema no logra ordenarse completamente con la reducci\u00f3n de la\r\nenerg\u00eda t\u00e9rmica y mantiene una alta capacidad de ordenamiento bajo la influencia de\r\nun campo magn\u00e9tico externo.\r\nEl dise\u00f1o de superredes artificiales basadas en \u00f3xidos de manganeso permiti\u00f3 correlacionar\r\nlas propiedades estructurales, magn\u00e9ticas y de transporte de manera m\u00e1s\r\ncontrolada. La selecci\u00f3n de los compuestos con diferencias caracter\u00edsticas en su par\u00e1metro\r\nde red permiti\u00f3 la fabricaci\u00f3n de muestras con diferentes modos de crecimiento\r\ny discriminar la influencia de las tensiones y los defectos estructurales en las propiedades\r\nmagn\u00e9ticas y de transporte en los sistemas multicapa. Los resultados obtenidos\r\nson interesantes para comprender mejor la f\u00edsica de estos sistemas as\u00ed como su posible\r\naplicaci\u00f3n en el desarrollo de nuevos dispositivos tecnol\u00f3gicos.",
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"I25-R131-9742021-09-06T15:33:21Z Estudio de las propiedades estructurales, magn\u00e9ticas y de transporte en multicapas multiferroicas. Influencia de las tensiones y del desorden estructural. Studyof structural, magnetic and transport properties in multiferroic multilayers. Influence of stress and structural disorder. Gonzalez Sutter, Jes\u00fas I. Materia condensada Materiales [Multilayers Multicapas Multiferroics Multiferroicos Coherent growth Crecimiento coherente Colossal magnetorresistance Magnetorresistencia colosal Double exchange Doble intercambio Manganites Manganitas] En los \u00faltimos a\u00f1os se han estudiado variados fen\u00f3menos y propiedades f\u00edsicas de muestras en base a \u00f3xidos multiferroicos. Sin embargo, a\u00fan no se comprenden completamente c\u00f3mo afectan las propiedades estructurales a los fen\u00f3menos f\u00edsicos intr\u00ednsecos de estos sistemas y su potencial inter\u00e9s desde el punto de vista de la ciencia b\u00e1sica y su posible aplicaci\u00f3n en tecnolog\u00eda. En el presente trabajo se realiza una investigaci\u00f3n de la optimizaci\u00f3n y estudio de la calidad de las muestras de tipo \u201cmultiferroicos compuestos artificiales\u201d en base a \u00f3xidos de manganeso y perovskitas ferroel\u00e9ctricas, para posteriormente relacionar las caracter\u00edsticas de las muestra con sus propiedades magn\u00e9ticas y de transporte. El objetivo fundamental de la tesis es estudiar la correlaci\u00f3n entre las propiedades estructurales y las propiedades magn\u00e9ticas y de transporte en las superredes multiferroicas basadas en \u00f3xidos de manganeso. Esta correlaci\u00f3n se da principalmente en las interfases, donde las caracter\u00edsticas estructurales, tales como las tensiones biaxiales, el desorden y defectos estructurales afectan a las propiedades magn\u00e9ticas y de transporte. Para este efecto, se dise\u00f1aron y fabricaron dos series de multicapas de distinto espaciador ferroel\u00e9ctrico (FE), Ba_0;25Sr_0;75TiO_3 (BSTO) y BaTiO_3 (BTO), eligiendo los compuestos de forma tal que los par\u00e1metros de red de los mismos fuesen similares o significativamente diferentes de la manganita ferromagn\u00e9tica (FM), La_0;8Ba_0;2MnO_3 (LBMO), respectivamente. Se esper\u00f3 de esta manera poder controlar o modificar el modo de crecimiento y las caracter\u00edsticas estructurales de cada serie de muestras. Las muestras con BSTO mostraron un crecimiento coherente con predominio de las tensiones biaxiales en las superredes. Por otro lado, debido a la gran diferencia entre los par\u00e1metros de red de las superredes con BTO, las tensiones biaxiales relajan mediante defectos estructurales en las interfases, induciendo un predominio de los mismos en las propiedades f\u00edsicas de las muestras. En la primera parte de la tesis se presenta una caracterizaci\u00f3n estructural de las muestras que permiti\u00f3 evaluar la calidad y propiedades de las superredes variando el espesor de capa individual. Para esto se utilizaron t\u00e9cnicas de reflectometr\u00eda (RRX), topograf\u00eda en microscopio de fuerza at\u00f3mica (AFM), microscopio de fuerza at\u00f3mica conductora (CAFM), de difracci\u00f3n de rayos X (DRX) y de microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido y transmisi\u00f3n (SEM y TEM). Las t\u00e9cnicas no destructivas sobre las muestras (RRX, AFM y DRX) permitieron estudiar espesores, calidad topogr\u00e1fica y la cohei rencia cristalogr\u00e1fica de las muestras. Las muestras, en general, crecen con una alta calidad y texturadas en la direcci\u00f3n cristalina impuesta por el sustrato. Sin embargo, se hall\u00f3 que sistem\u00e1ticamente las superredes basadas en BTO conten\u00edan una mayor presencia de defectos y des\u00f3rdenes estructurales respecto a las superredes basadas en BSTO, como consecuencia de mecanismos de relajaci\u00f3n de la energ\u00eda el\u00e1stica acumulada en los sistemas de BTO. Para estudiar la influencia del proceso de oxigenaci\u00f3n en la calidad de las superredes se estudi\u00f3, mediante CAFM, la conducci\u00f3n a trav\u00e9s de capas ultra-delgadas de BSTO, determinando que la calidad diel\u00e9ctrica del material es fuertemente dependiente de la oxigenaci\u00f3n. Las vacancias de ox\u00edgeno empobrecen las caracter\u00edsticas aislantes de los materiales. Se present\u00f3 un modelo fenomenol\u00f3gico para estudiar estos efectos y se estudi\u00f3 la conductividad de las muestras para distintos espesores de capa de BSTO. Finalmente, las muestras fueron estudiadas qu\u00edmica y morfol\u00f3gicamente mediante las t\u00e9cnicas de microscop\u00eda electr\u00f3nica, encontr\u00e1ndose morfolog\u00eda capa por capa, presentando una clara distinci\u00f3n entre capas para compuestos ferromagn\u00e9ticos y ferroel\u00e9ctricos, m\u00e1s all\u00e1 de la interdifusi\u00f3n, defectos y rugosidades localizadas mayoritariamente en las interfases. En la segunda parte de la tesis se investigaron las propiedades magn\u00e9ticas y de transporte de las multicapas y se relacionaron con las caracter\u00edsticas estructurales de las mismas. Esto se llev\u00f3 a cabo utilizando un magnet\u00f3metro SQUID y equipos de transporte el\u00e9ctrico, en ambos casos con la posibilidad de variar temperatura y campo magn\u00e9tico. Para el estudio de las propiedades magn\u00e9ticas se realizaron barridos de temperatura y en funci\u00f3n de campo, y posteriormente se relacionaron con el efecto de las tensiones y desorden deducidos a partir de las propiedades estructurales. Se observ\u00f3 que las propiedades magn\u00e9ticas dependen en mayor medida de las tensiones biaxiales inducidas por la diferencia entre los par\u00e1metros de red de los compuestos y el sustrato que de los defectos estructurales como dislocaciones o vacancias. An\u00e1logamente para las propiedades de transporte se realizaron barridos de temperatura y de campo, obteni\u00e9ndose curvas de resistividad y magnetorresistencia. Se hall\u00f3 que para el transporte de estos sistemas, tanto las tensiones como el desorden estructural, afectan significativamente las propiedades resistivas de los sistemas, de manera consistente con los resultados obtenidos para el an\u00e1lisis de las propiedades magn\u00e9ticas. De acuerdo a lo esperado, se observa que las tensiones biaxiales son dominantes en las superredes con BSTO y los defectos son dominantes en superredes con BTO. La menor relevancia de los defectos en las propiedades magn\u00e9ticas respecto a las de transporte se adjudic\u00f3 a que el primero corresponde a un fen\u00f3meno colectivo determinado por efectos volum\u00e9tricos, mientras que el segundo es mucho m\u00e1s sensible a las interacciones individuales en cada regi\u00f3n de las capas magn\u00e9ticas. Adicionalmente se estudi\u00f3 el efecto de la localizaci\u00f3n de los portadores de carga seg\u00fan las caracter\u00edsticas de las muestras, encontr\u00e1ndose que en las muestras de espesores magn\u00e9ticos peque\u00f1os y muestras con alta influencia del desorden, los portadores de carga se encuentran m\u00e1s localizados. A bajas temperaturas la energ\u00eda para deslocalizar a los portadores de carga disminu\u00eda al menos en un orden de magnitud, respecto al r\u00e9gimen de altas temperaturas, debido a que en este rango de temperaturas suelen ocurrir saltos de los portadores de carga entre vol\u00famenes de localizaci\u00f3n. Finalmente se correlacionaron las caracter\u00edsticas magnetorresistivas con el desorden de los sistemas. Los sistemas altamente desordenados terminaban en comportamientos con altos valores de magnetorresistencia a muy bajas temperaturas. Esto ocurrir\u00eda porque el sistema no logra ordenarse completamente con la reducci\u00f3n de la energ\u00eda t\u00e9rmica y mantiene una alta capacidad de ordenamiento bajo la influencia de un campo magn\u00e9tico externo. El dise\u00f1o de superredes artificiales basadas en \u00f3xidos de manganeso permiti\u00f3 correlacionar las propiedades estructurales, magn\u00e9ticas y de transporte de manera m\u00e1s controlada. La selecci\u00f3n de los compuestos con diferencias caracter\u00edsticas en su par\u00e1metro de red permiti\u00f3 la fabricaci\u00f3n de muestras con diferentes modos de crecimiento y discriminar la influencia de las tensiones y los defectos estructurales en las propiedades magn\u00e9ticas y de transporte en los sistemas multicapa. Los resultados obtenidos son interesantes para comprender mejor la f\u00edsica de estos sistemas as\u00ed como su posible aplicaci\u00f3n en el desarrollo de nuevos dispositivos tecnol\u00f3gicos. In recent years, several phenomena and physical properties of samples based on multiferroic oxides have been studied. However, it is not yet fully understood how structural properties affect the intrinsic physical phenomena of these systems and their potential interest from the point of view of basic science and its possible application in applied technology. In the present work an optimization and study of the quality of the samples of \u201cartificial multiferroic compounds\u201d type, based on manganese oxides and ferroelectric perovskites, is carried out, and then the characteristics of the samples are related with their magnetic and transport properties. This correlation occurs mainly at interphases, where structural characteristics, such as biaxial stresses, disorder, and structural defects affect magnetic and transport properties. For this effect, two multilayer series were designed and fabricated for different ferroelectric spacer (FE), Ba_0:25Sr_0:75TiO_3 (BSTO) and BaTiO_3 (BTO), choosing the compounds such that their lattice parameters were similar or significantly different from ferromagnetic manganite (FM), La_0:8Ba_0:2MnO_3 (LBMO), respectively. In this way it was expected to control or modify the growth mode and the structural characteristics of each series of samples. The samples with BSTO showed a coherent growth with a predominance of biaxial stresses in the superlattices. On the other hand, due to the great difference between the lattice parameters of the superlattices with BTO, the biaxial stresses relax through structural defects in the interphases, inducing a predominance of disorder in the physical properties of the samples. In the first part of the thesis, a series of structural characterization of the samples is presented, which allowed evaluating the quality and properties of the superlattices by varying the thickness of the individual layer. For this, reflectometry (RRX), atomic force microscope topography (AFM), conductive atomic force (CAFM), X-ray diffraction (XRD) and transmission and scanning electron microscopy (SEM and TEM) techniques were used. The non-invasive and non-destructive techniques on the samples (RRX, AFM and DRX) made it possible to study thickness, topographic quality and the crystallographic coherence of the samples. The samples, in general, grow with a high quality and are textured in the crystalline direction imposed by the substrate. However, it was found that BTO-based superlattices systematically contained a greater presence of defects and structural disorder compared to BSTO-based super lattices, as a consequence of relaxation mechanisms of the elastic energy accumulated in BTO systems. To study the influence of the oxygenation process on the quality of the superlattices, the conduction through ultra-thin layers of BSTO was studied using CAFM, determining that the dielectric quality of the material is strongly dependent on oxygenation. Oxygen vacancies degrade the insulating characteristics of materials. A phenomenological model was presented to study these effects and the conductivity of the samples was studied for different BSTO layer thicknesses. Finally, the samples were studied chemically and morphologically using electron microscopy techniques, finding layer by layer morphology, presenting a clear distinction between layers for ferromagnetic and ferroelectric compounds, beyond the interdiffusion, defects and roughness located mainly at the interphases. In the second part of the thesis, the magnetic and transport properties of the multilayers were investigated and related to their structural characteristics. This was carried out using a SQUID magnetometer and electrical transport equipment, in both cases with the possibility of varying temperature and magnetic field. For the study of the magnetic properties, temperature and field scans were carried out and later they were related to the effect of stresses and disorder deduced from the structural properties. It was observed that the magnetic properties depend to a greater extent on the biaxial stresses induced by the difference between the lattice parameters of the compounds and the substrate rather than structural defects such as dislocations or vacancies. Analogously, for the transport properties, temperature and field scans were carried out, obtaining resistivity and magnetoresistance curves. It was found that for the transport of these systems, both stresses and structural disorder significantly affect the resistive properties of the systems, consistent with the results obtained for the analysis of magnetic properties. According to expectations, it is observed that the biaxial stresses are dominant in superlattices with BSTO and defects dominate in superlattices with BTO. The lower relevance of the defects in the magnetic properties with respect to those of transport was attributed to the fact that the first corresponds to a collective phenomenon determined by volumetric effects, while the second is much more sensitive to individual interactions in each region of the magnetic layers. Additionally, the effect of the localization of the charge carriers was studied according to the characteristics of the samples, finding that in the samples with small magnetic thicknesses and samples with high influence of disorder, the charge carriers are more localized. At low temperatures, the energy to delocalize the charge carriers decreased by at least one order of magnitude, with respect to the high temperature regime, due to the fact that, in this temperature range, jumps of the charge carriers usually occur between locating volumes. Finally, the magnetoresistive characteristics were correlated with the disorder of the systems. Highly disordered systems end up in behaviors with high magnetoresistance values at very low temperatures. This would occur because the system fails to order completely with the reduction of thermal energy and maintains a high ordering capacity under the influence of an external magnetic field. The design of artificial superlattices based on manganite oxides made it possible to correlate structural, magnetic and transport properties in a more controlled way. The selection of compounds with characteristic differences in their lattice parameter allowed the fabrication of samples with different growth modes and to discriminate the influence of stresses and structural defects on magnetic and transport properties in multilayer systems. The results obtained are interesting to better understand the physics of these systems as well as their possible applications in the development of new technological devices. 2021-07-08 Tesis NonPeerReviewed application\/pdf http:\/\/ricabib.cab.cnea.gov.ar\/974\/1\/Gonzalez_Sutter.pdf es Gonzalez Sutter, Jes\u00fas I. (2021) Estudio de las propiedades estructurales, magn\u00e9ticas y de transporte en multicapas multiferroicas. Influencia de las tensiones y del desorden estructural. \/ Studyof structural, magnetic and transport properties in multiferroic multilayers. Influence of stress and structural disorder. Tesis Doctoral en F\u00edsica, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro. http:\/\/ricabib.cab.cnea.gov.ar\/974\/"
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