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A metal-insulator transition is observed in spin-orbit-coupled IrO_2 thin films upon reduction of the film thickness. In the epitaxially grown samples, the critical thickness (t similar to 1.5-2.2 nm) is found to depend on growth orientation (001), (100) or (110). Interestingly from the applied point of view, the insulating behavior is found even in polycrystalline ultrathin films. By analyzing the experimental electrical response with various theoretical models, we find good fits to the Efros-Shklovskii-VRH and the Arrhenius-type behaviors, which suggests an important role of electron correlations in determining the electrical properties of IrO_2. Our magnetic measurements also point to a significant role of magnetic order. Altogether, our results would point to a mixed Slater- and Mott-type of insulator.

Los óxidos complejos son una familia de compuestos de óxidos de metales de transición con un amplio espectro de propiedades para su aplicación en electrónica de óxidos, como son: ferromagnetismo, antiferromagnetismo, superconductividad, ferroelectricidad, etc. En particular, son buenos candidatos para dispositivos reales, ya que las interfases de estos materiales generan un escenario prometedor gracias a la interacción entre sus efectos eléctricos y magnéticos [1]. Las distintas interacciones entre los distintos grados de libertad como son la carga, el espín, la red cristalina y los orbitales dan lugar a una amplia variedad de fases electrónicas. Por tanto, la combinación de estas propiedades en heteroestructuras de alta calidad cristalina pueden dar lugar a diferentes estados electrónicos [2]. El comportamiento de los electrones en estos sistemas está sujeto a las interacciones culombianas con primeros vecinos y, por tanto, los materiales no se pueden describir con el modelo clásico de bandas. Un ejemplo de este tipo de comportamiento es el que se da en los aislantes de Mott, en los que la repulsión culombiana es suficientemente intensa para inducir un estado aislante a pesar de que la teoría de bandas prediga exactamente lo opuesto para una ocupación parcial de las bandas [3]. Es bien sabido que este tipo de materiales crecen con deficiencias de oxígeno, las cuales pueden dar lugar a cambios en sus las propiedades físicas, ya sea por el efecto electrónico de dopado o por los cambios estructurales que puedan generar en la red cristalina. Por ejemplo, el LaMnO3 estequiometrico es un aislante antiferromagnético que presenta ferromagnetismo cuando la red es deficiente en oxígeno [4]. Otros estudios demuestran que la familia de cobaltitas (La,Sr)CoO3 en película delgada sobre sustratos de NdGaO3 y (La,Sr)(Al,Ta)O3 tiene diferentes imanaciones de saturación [5]. Es estos experimentos se ha demostrado que, la diferencia en el contenido de vacantes de oxígeno en las películas delgadas para diferentes sustratos pueden ser responsables de la mejora observada en las propiedades magnéticas. Un caso particularmente importante es el del LaCoO3, en el que se ha demostrado que cuando se crece en película delgada hay que tener en cuenta la combinación de la tensión epitaxial y las vacantes de oxígeno, pues ambos fenómenos son interdependientes. En este caso, la estabilización de espín del Co2+ y Co3+ está directamente relacionado con una superestructura ordenada de vacantes en la red que da lugar a la interacción de canje ferromagnética...

Ionic conductor complex oxides poise a most interesting promise as electrolytes for solid oxide fuel cells (SOFC). In particular, high quality thin films, superlattices and interfaces may exhibit a dramatic enhancement of the ionic conductivity, since such heterostructures may accommodate large amounts of strain. Coherently strained interfaces provide a very interesting playground towards the search of enhanced diffusivities near room temperature, aimed at improving devices for energy generation and storage. In this work, thin films of ZrO_2:Y_2O_3 (YSZ) and ZrO_2:Y_2O_3/YAlO_3 (YSZ/YAP) superlattices have been grown on different YAP substrates in order to tune the degree of epitaxial strain in the system. Different characterization techniques, as X-ray diffraction or scanning transmission electron microscopy have been used to study the role of the growth orientation and the interface strain in transport properties [RESUMEN] Los óxidos de metales de transición son una amplia familia de materiales, entre los que destacan los sólidos iónicos por su aplicaciones como materiales para la generación y almacenamiento de energía. En concreto, en películas delgadas de alta calidad en su estructura aparecen nuevas propiedades como una gran mejora en la conductividad iónica, fundamental para su utilización en celdas de combustible de electrolito sólido (SOFC: solid oxide fuel cells). Se ha demostrado que estos materiales se pueden combinar en heteroestructuras soportando grandes tensiones sin romper en islas o dominios estructurales. En estos sistemas, las interfases coherentemente tensionadas presentan un campo de estudio muy prometedor en la búsqueda de conductores iónicos con difusividades mayores cerca de temperatura ambiente. En este trabajo se han crecido láminas delgadas de ZrO_2:Y_2O_3 (YSZ) y superredes de ZrO_2:Y_2O_3/ YAlO_3 (YSZ/YAP) sobre distintos sustratos de YAlO3 (YAP) para su posterior caracterización mediante técnicas como difracción de rayos X y microscopía electrónica de transmisión con barrido ,con el objetivo principal de intentar dilucidar el rol de la orientación de crecimiento y las tensiones epitaxiales en las propiedades de transporte.