La investigadora del CiQUS se convierte en doctora en la Facultad de Química de la USC.
Lucía Iglesias Bernardo, hasta ahora investigadora predoctoral FPI del CiQUS, defendió en la tarde de ayer su tesis en la Facultad de Química de la Universidade de Santiago de Compostela (USC). La nueva doctora egresada ha desarrollado su investigación a lo largo de los últimos años bajo la dirección de los profesores Francisco Rivadulla y Víctor Pardo, un trabajo titulado 'Efecto de las vacantes de oxígeno en las propiedades estructurales y de transporte de las películas delgadas de SrTiO3: experimentos y cálculos ab-initio'.
Una revolución
La incorporación de interfases en óxidos se espera que genere una nueva revolución tecnológica en los próximos años. De hecho, dichas interfases son actualmente un área de intensa investigación científica debido a que presentan un amplio intervalo de fenómenos tales como magnetismo, superconductividad, conducción iónica o ferroelectricidad, que pueden encontrar aplicación directa en baterías, celdas de combustible o almacenamiento de información. Una de las interfases más famosas es la formada por LaAlO3/SrTiO3. En la interfase entre estos dos materiales fuertemente aislantes se ha encontrado un gas de electrones bidimensional de alta movilidad. Este descubrimiento ha provocado una gran controversia entre la comunidad científica sobre el origen de dicha capa conductora, extrínseco (vacantes de oxígeno en el SrTiO3) o intrínseco (reconstrucción electrónica). Así, el objetivo principal de la tesis es el estudio del efecto de las vacantes de oxígeno en diferentes propiedades de las películas delgadas de SrTiO3. Con los resultados se pretende, además, contribuir a la discusión sobre el efecto de estas vacantes en la famosa interfase de LaAlO3/SrTiO3. Para cumplir los objetivos, la tesis utiliza un enfoque novedoso combinando experimentos así como simulaciones DFT (“Density Functional Theory”, por sus siglas en inglés).
En la primera parte de la tesis se determinó la entalpía de formación de las vacantes de oxígeno en función del estrés epitaxial aplicado a las películas delgadas. Para ello se realizaron procesos de recocido en condiciones que pudieran ser relevantes para esta discusión (Phys. Rev. B 95, 165138 - 2017). Más tarde, se estudió la posibilidad de utilizar el campo eléctrico generado por la punta de un AFM para arrastrar defectos iónicos en el material y cambiar así su funcionalidad a escala nanométrica. Usando esta estrategia, se determinó también el coeficiente de difusión de las vacantes de oxígeno a temperatura ambiente para diferentes grados de estrés epitaxial (ACS Appl. Mater. interfases 10,35367 - 2018). Por último, se estudió la influencia de las vacantes de oxígeno en la ferroelectricidad así como en las propiedades de magnetotransporte de las películas delgadas de SrTiO3.
Durante el transcurso de la tesis la investigadora realizó una estancia de investigación de tres meses de duración (Sept. 2018-Dic. 2018) en el grupo de Silvia Picozzi en Chieti (Italia) (CNR-SPIN) en la que se desarrollaron cálculos ab-initio para estimar los valores de polarización electrónica con el software VASP con el fin de estudiar la ferroelectricidad desde un punto de vista teórico en las películas delgadas de SrTiO3. Además durante la tesis se publicaron otros dos artículos fruto de las colaboraciones con Araceli Gutiérrez, de la Universidad Rey Juan Carlos (APL Materials 6, 091101 - 2018), y con grupos de investigación de la Universidad de Zaragoza y del instituto de Nanociencia de Aragón (INA) (APL Materials 7, 031109 - 2019).