Alluminato di lantanio
| 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 | |
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.
Proprietà[modifica | modifica wikitesto]
L'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[modifica | modifica wikitesto]
Film sottili epitassiali[modifica | modifica wikitesto]
Film 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[modifica | modifica wikitesto]
L'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[modifica | modifica wikitesto]
Cristalli 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[modifica | modifica wikitesto]
I 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 | modifica wikitesto]
- ^ (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.
