Tuning the electronic properties at the surface of BaBiO3 thin films

The presence of 2D electron gases at surfaces or interfaces in oxide thin films remains a hot topic in condensed matter physics. In particular, BaBiO3 appears as  a very interesting system as it was theoretically proposed that its (001) surface should become metallic if a Bi-termination is achieved (Vildosola et al., PRL 110, 206805 (2013)). Here we report on the preparation by pulsed laser depositionand characterization of BaBiO3 thin films on silicon. We show that the texture of the films can be tuned by controlling the growth conditions, being possible to stabilize strongly (100)-textured films. We find significant differences on the spec- troscopic and transport properties between (100)-textured and non-textured films.We rationalize these experimental results by performing first principles calcula- tions, which indicate the existence of electron doping at the (100) surface. This stabilizes Bi ions in a 3+ state, shortens Bi-O bonds and reduces the electronic band gap, increasing the surface conductivity. Our results emphasize the importance of surface effects on the electronic properties of perovskites, and provide strategies to design novel oxide heterostructures with potential interface-related 2D electron gases. C 2016 Author(s). All article content, except where other- wise noted, is licensed under a Creative Commons Attribution (CC BY) licenseFil: Ferreyra, Cristian Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); ArgentinaFil: Güller, Francisco. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Marchini, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Lüders, U.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Albornoz, C.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); ArgentinaFil: Leyva, Adelma Graciela. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); ArgentinaFil: Williams, Federico José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Llois, Ana Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); ArgentinaFil: Vildosola, Veronica Laura. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rubi, Diego. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentin

Mechanism of electric-pulse-induced resistance switching in manganites

We investigate the electric-pulse-induced resistance switching in manganite systems. We find a "complementarity" effect where the contact resistance of electrodes at opposite ends show variations of opposite sign and is reversible. The temperature dependence of the magnitude of the effect reveals a dramatic enhancement at a temperature T*, below the metal-insulator transition. We qualitatively capture these features with a theoretical model, providing evidence for the physical mechanism of the resistance switching. We argue that doping control of the electronic state of the oxide at the interfaces is the mechanism driving the effect. © 2007 The American Physical Society.Fil: Quintero, Mariana Beatriz. Departamento de Física, CAC, CNEA; ArgentinaFil: Levy, Pablo Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Leyva, Adelma Graciela. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Rozenberg, Marcelo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentin

Pressure sensitivity of the ferromagnetic transition in perovskite manganites revisited

It was already shown that a qualitative understanding of the pressure effects on the ferromagnetic transition temperature (Tc) of the perovskite manganites (AMnO3) results from the variation of the geometric factors that control the bandwidth, the Mn-O-Mn bond angle and the Mn-O bond length and also from the reduction of the effective mass related to the polaronic nature of the carriers. But, up to now, a quantitative agreement was not really obtained, particularly for the hole-doped manganites. Here, we present results on the pressure effects in the Tc of La 0.8(Ca,Sr)0.2MnO3 ceramic samples. Our results are described within a phenomenological approach based on the well known dependence of Tc on the mean A ionic radius, that gives a good quantitative agreement of the pressure sensitivity of Tc for several hole-doped manganites. © 2006 American Institute of Physics.Fil: Garbarino, Gaston Leonel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Acha, Carlos Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Polla, Gabriela Maria. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Leyva, Adelma Graciela. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentin

Modeling electronic transport mechanisms in metal-manganite memristive interfaces

We studied La0.325Pr0.300Ca0.375MnO3-Ag memristive interfaces. We present a pulsing/measuring protocol capable of registering both quasi-static i-v data and non-volatile remnant resistance. This protocol allowed distinguishing two different electronic transport mechanisms coexisting at the memristive interface, namely space charge limited current and thermionic emission limited current. We introduce a 2-element electric model that accounts for the obtained results and allows predicting the quasi-static i-v relation of the interface by means of a simple function of both the applied voltage and the remnant resistance value. Each element of the electric model is associated to one of the electronic transport mechanisms found. This electric model could result useful for developing time-domain simulation models of metal-manganite memristive interfaces.Fil: Gomez Marlasca, F.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); ArgentinaFil: Ghenzi, Néstor. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Leyva, Adelma Graciela. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); ArgentinaFil: Albornoz, Cecilia Andrea. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); ArgentinaFil: Stoliar, Pablo Alberto. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); ArgentinaFil: Rubi, Diego. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Levy, Pablo Eduardo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

An insight into the electrochemical performance of La0.5-XPrxBa0.5CoO3- δ as cathodes for solid oxide fuel cells: Study of the O2-reduction reaction

New LT-SOFC cathodes with La0.5-xPrxBa0.5CoO3-δ (0 ≤ x ≤ 0.5) compositions were studied. The La-rich compounds exhibit an inter-growing cubic and tetragonal structure whereas the Pr-rich show a tetragonal structure. Cathode polarization resistances, estimated from electrochemical impedance (EIS), take values around 0.15 and 0.04 Ω cm2 in air at 600 and 700 °C, respectively. The O2-reduction mechanism and its kinetic coefficients, O-ion diffusion (Dchem) and O-surface exchange (kchem), were studied by applying the ALS model for macro homogenous porous electrodes to the EIS data, in combination with microstructural parameters obtained from three-dimensional tomography using focused ion beam-scanning electron microscopy (3D FIB-SEM). The diffusion coefficients for samples with mixing of phases take values of Dchem ∼ 10-6 cm2 s-1, at 700 °C in air, whereas the pure tetragonal phases present lower values Dchem ∼ 10-8 cm2 s-1. On the contrary the kchem for all samples takes values ranging between 0.4 and 1 × 10-4 cm s-1 at 700 °C in air. In addition, the origin of time evolution of polarization at 700 °C in air was evaluated by combining the EIS spectra as a function of time and the ex situ sample characterization of fresh and tested samples by 3D FIB-SEM tomography and inductively coupled plasma-optical emission spectrometry (ICP-OES). Little changes of microstructures were detected, whereas an increasing of the amount of a water-soluble Ba surface species in comparison with total cation surface segregation was observed for all samples after the ageing. This may constitute the main reason causing the polarization resistance degradation. However, the analysis of time evolution shows, that contrary to the situations reported for SrO segregation in Sr-based perovskites, the Dchem is the coefficient mainly affected for compositions with inter-grown phases. At the same time, both Dchem and kchem decreases with time when only the tetragonal phase is present.Fil: Garcés, D.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; ArgentinaFil: Wang, H.. Northwestern University; Estados UnidosFil: Barnett, S.A.. Northwestern University; Estados UnidosFil: Leyva, Adelma Graciela. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Napolitano, Federico Ricardo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Fuentes, Rodolfo Oscar. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Troiani, Horacio Esteban. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Mogni, Liliana Verónica. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentin