Alluminato di lantanio
L'alluminato di lantanio è un composto inorganico del lantanio e dell'alluminio con formula LaAlO3, spesso abbreviato in LAO. È un ossido ceramico otticamente trasparente con una struttura di perovskite distorta.
| Alluminato di lantanio | |
|---|---|
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | LaAlO3 |
| Massa molecolare (u) | 213,89 g/mol |
| Aspetto | otticamente trasparente, marrone chiaro |
| Numero CAS | |
| Numero EINECS | 234-433-3 |
| PubChem | 16217677 |
| SMILES | O=[Al]O[La]=O |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (g/cm3, in c.s.) | 6,52 |
| Temperatura di fusione | 2080 °C |
| Indicazioni di sicurezza | |
Proprietà
modificaL'alluminato di lantanio cristallino ha una costante dielettrica relativa piuttosto alta: ~25. La struttura cristallina dell'alluminato di lantanio è una perovskite romboedrica distorta con un reticolo pseudocubico di costante 3,787 Å a temperatura ambiente[1] (sebbene una fonte affermi che il parametro reticolare sia 3,82 Å[2]). Le superfici lucide LAO a cristallo singolo mostrano una geminazione visibile a occhio nudo.
Usi
modificaFilm sottili epitassiali
modificaFilm sottili di alluminato di lantanio cresciuti epitassialmente possono servire a vari scopi per eterostrutture e dispositivi a elettroni correlati. L'alluminato di lantanio è talvolta usato come isolante epitassiale tra due strati conduttivi. I film epitassiali di tale materiale possono essere coltivati in diversi metodi, più comunemente mediante deposizione laser pulsata (PLD) ed epitassia da fasci molecolari (MBE).
Interfacce LAO-STO
modificaL'uso più importante e comune per l'alluminato di lantanio epitassiale è nell'interfaccia alluminato di lantanio-titanato di stronzio. Nel 2004, è stato scoperto che quando 4 o più cella unitarie di alluminato di lantanio vengono cresciute epitassialmente su titanato di stronzio (SrTiO3, STO), si forma uno strato bidimensionale conduttivo sulla loro interfaccia[3]. Individualmente, l'alluminato di lantanio e il titanato di stronzio sono isolanti non magnetici, ma le interfacce LaAlO3/SrTiO3 mostrano conduttività elettrica[3], superconduttività[4], ferromagnetismo[5], grande magnetoresistenza nel piano negativa[6], e un'alta fotoconduttività persistente[7]. Lo studio di come queste proprietà emergano all'interfaccia LaAlO3/SrTiO3 è un'area di ricerca in crescita nella fisica della materia condensata.
Substrati
modificaCristalli singoli di alluminato di lantanio sono disponibili in commercio come substrato per la crescita epitassiale di perovskiti[8][9], e in particolare per superconduttori cuprati.
Film sottili non epitassiali
modificaI film sottili di alluminato di lantanio sono stati considerati materiali candidati per dielettrici ad alto all'inizio della metà degli anni 2000. Nonostante la loro attraente costante dielettrica relativa di ~25, non erano abbastanza stabili a contatto con il silicio a temperature rilevanti (~1000 °C)[10]
Note
modifica- ^ (EN) LaAlO3, su mtixtl.com, MTI Corp. URL consultato il 4 agosto 2015.
- ^ (EN) LaAlO3, su crystec.de, Crystec. URL consultato il 3 agosto 2015.
- ^ a b (EN) Ohtomo Hwang, A high-mobility electron gas at the LaAlO3/SrTiO3 heterointerface, in Nature, vol. 427, n. 6973, 29 gennaio 2004, pp. 423–6, DOI:10.1038/nature02308, PMID 14749825.
- ^ (EN) S. Gariglio, N. Reyren, A.D. Caviglia e J.M. Triscone, Superconductivity at the LaAlO3/SrTiO3 interface (PDF), in Journal of Physics: Condensed Matter, vol. 21, n. 16, 2009, pp. 164213, DOI:10.1088/0953-8984/21/16/164213, ISSN 0953-8984, PMID 21825393.
- ^ (EN) Kalisky, Bell, Kim, Hikita e Hwang, Moler, Direct imaging of the coexistence of ferromagnetism and superconductivity at the LaAlO3/SrTiO3 interface, in Nature Physics, vol. 7, n. 10, 4 settembre 2011, pp. 767, DOI:10.1038/nphys2079.
- ^ (EN) M. Ben Shalom, M. Sachs, D. Rakhmilevitch, A. Palevski e Y. Dagan, Tuning Spin-Orbit Coupling and Superconductivity at the SrTiO3/LaAlO3 Interface: A Magnetotransport Study, in Physical Review Letters, vol. 104, n. 12, 26 marzo 2010, pp. 126802, DOI:10.1103/PhysRevLett.104.126802, PMID 20366556.
- ^ (EN) Tebano, Antonello, E. Fabbri, D. Pergolesi, G. Balestrino e E. Traversa, Room-Temperature Giant Persistent Photoconductivity in SrTiO3/LaAlO3 Heterostructures, in ACS Nano, vol. 6, n. 2, 19 gennaio 2012, pp. 1278–1283, DOI:10.1021/nn203991q, PMID 22260261.
- ^ (EN) MTI Corp., LaAlO3 specifications from the supplier, su mtixtl.com (archiviato dall'url originale il 1º novembre 2013).
- ^ (EN) LaAlO3 specifications from the supplier, su SurfaceNet.
- ^ (EN) P. Sivasubramani, Outdiffusion of La and Al from amorphous LaAlO3 in direct contact with Si (001) (PDF), in Applied Physics Letters, vol. 86, n. 20, 2005, pp. 201901, DOI:10.1063/1.1928316.
