2024-03-28T15:47:46Zhttps://www.tdx.cat/oai/requestoai:www.tdx.cat:10803/4038212023-10-18T10:49:14Zcom_10803_120col_10803_125
nam a 5i 4500
Capas primas
Capas finas
Thin films
Òxids mutiferroics
Óxidos multiferroicos
Multiferroic oxides
Òxids ferroelèctrics
Óxidos ferroeléctricos
Ferroelectric oxides
Preparation and characterization of biferroic nanostructures with magneto-electric coupling
[Barcelona] :
Universitat Autònoma de Barcelona,
2017
Accés lliure
http://hdl.handle.net/10803/403821
cr |||||||||||
AAMMDDs2017 sp ||||fsm||||0|| 0 eng|c
9788449070853
Dix, Nico,
autor
1 recurs en línia (166 pàgines)
Tesi
Doctorat
Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física
2017
Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física
Tesis i dissertacions electròniques
Sánchez Barrera, Florencio,
supervisor acadèmic
Fontcuberta i Griñó, Josep,
supervisor acadèmic
Rodríguez Viejo, Javier,
supervisor acadèmic
TDX
Els òxids complexos, particularment aquells que tenen estructura perovskita, presenten un
ampli espectre de propietats funcionals. En l'ultima dècada s'ha posat molta atenció en
materials que poden mostrar simultàniament diversos ordres ferroics, en particular:
ferroelectricitat i ferromagnetisme. La coexistència de tots dos podria originar un
acoblament entre ells i conseqüentment podria donar una gran resposta magneto-elèctrica.
Materials que presentin aquest tipus de propietats, per sobre de la temperatura ambient,
són interessants per a aplicacions electròniques, però aquests materials són escassos. La
combinació de materials amb propietats desitjades pod ser un camí alternatiu per aconseguir
coexistència de múltiples ordres ferroiques per sobre temperatura ambient. L'acoblament en
aquests sistemes pot originar-se per la interactuaciò elàstica de fases magnetostrictives
i piezostrictives. En aquest treball hem estudiat dos tipus de combinacions prometedores:
heteroestructures horitzontals i heteroestructures autoassemblades verticals. Hem utilitzat
perovskitas ferroelèctriques BaTiO3 (BTO) i BiFeO3 (BFO) i l'espinel·la ferromagnètica
CoFe2O4 (CFO), les dues, amb temperatures crítiques per sobre temperatura ambient.
En primer lloc, descriurem el creixement mitjançant ablació láser (PLD) de heteroestructures
horitzontals. Inicialment optimitzem les condicions de creixement per a capes primes
ferroelèctriques (BTO) i ferromagnètiques (CFO) i després descriiurem com integra-les
en heteroestructures bilaminars on estudiarem l'efecte de l'ordre de l'apilament en els
propietats estructurals i funcionals. Tot i la disimilitud estructural de l'espinel·la CFO
i la perovskita BTO, s'han aconseguit capes primes epitaxials d'heteroestructures bi-laminars,
independentment de l'ordre d'apilament. S'ha monitoritzat la relaxació en temps real utilitzant
la reflectió d'electrons d'alta energia (RHEED). S'ha observat que el BTO es relaxa progresivament
si creix sobre de perovskitas amb un desajust de malla moderat, mentre es relaxa mòl rapidament si
creix damunt l'espinel·la CFO amb qui te un desajust de malla molt gran. Les capes obtingudes són
ferroelèctriques i ferromagnètiques per sobre de temperatura ambient, i s'observen transicions
estructurals en el BTO a temperatures similars a les transicions pròpies del material massiu.
En aquestes transicions s'han observat variacions de la permitivitat dielèctrica aplicant camps
magnètics, indicant així acoblament magneto-elèctric.
A la segona part es descriu el creixement de compostos bifàsics autoassemblats. Amb una separació
de fases a escala nanomètrica, per exemple una fase formant columnes amb un diàmetre nanomètric
en una matriu de l'altre fase, s'aconsegueix un material amb un area interficial extremadament
gran. Aquesta topologia és una alternativa per a combinar fases ferroelèctriques i ferromagnètiques
i podria reduir la influencia del substrat rígid. Hem investigat nanocompostos columnars preparats
per ablació làser de blancs 65% BFO-35% CFO sobre substrats de SrTiO3 (STO) amb orientació (001) i
(111) i altres substrats (001). El creixement estequiomètric dels nanocompostos només és possible
en una finestra molt estreta dels paràmetres de creixement, a cost d'un control limitat de la mida
i la distribució de les nanocolumnes. Hem fet servir substrats (001) amb diferent paràmetre de
malla i mostrem que en funció de la tensió causat pel substrat, la matriu de BFO s'estabilitza en
fase tetragonal T-BFO o romboèdrica R-BFO, mantenint el CFO el seu creixement columnar.
L'estabilització de diferents fases de BFO permet modificar la direcció de la polarizació ferroelèctrica,
girant-la de la direcció [111] a una direcció a prop de [001], la direcció perpendicular a la
superfície del substrat. L'eix fàcil de la magnetizació es situa en paral·lel o perpendicular al
pla en funció de la deformació de la malla de les columnes magnètiques. Utilitzant microscòpias
de proximitat hem confirmat l'acoblament magneto-eléctric a escala nanométrica, desprès de mesurar
la resposta magnética local abans i desprès de polaritzar la matriu ferroeléctrica en nanocompostos
de CFO- R-BFO.
Finalment, hem investigat el creixement de nanocompostos columnars de 65% BTO- 35% CFO per pulverizació
catodica de radiofreqüència sobre substrats de STO(001). S'ha determinat l'interval de paràmetres de
creixement que permet la formació d'un nanocompost epitaxial amb separació de fases, texturat (00l),
morfologia de columna-matriu i resposta ferroelèctrica i magnètica a temperatura ambient.
a
ES-BaCBU
cat
rda
ES-BaCBU
text
txt
rdacontent
informàtic
c
rdamedia
recurs en línia
cr
rdacarrier