Growth and characterisation of Bi-based multiferroic thin films
[spa]Los materiales multiferroicos, en los cuales coexisten en la misma fase un ordenamiento ferroeléctrico y magnético, han recibido mucho interés en los últimos años. La posibilidad de que estén acoplados los dos órdenes ferroicos permite nuevas funcionalidades en estos materiales como el control...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2013 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de la UB |
| OAI Identifier: | oai:diposit.ub.edu:2445/45943 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2445/45943 http://hdl.handle.net/10803/120750 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Pel·lícules fines Estructura cristal·lina (Sòlids) Dielèctrics Ferroelectricitat Ferromagnetisme Thin films Layer structure (Solids) Dielectrics Ferroelectricity Ferromagnetism |
| Sumario: | [spa]Los materiales multiferroicos, en los cuales coexisten en la misma fase un ordenamiento ferroeléctrico y magnético, han recibido mucho interés en los últimos años. La posibilidad de que estén acoplados los dos órdenes ferroicos permite nuevas funcionalidades en estos materiales como el control eléctrico de la magnetización o, por el contrario, el control magnético de la polarización. La realización de dicho acoplamiento magnetoeléctrico no solo sería interesante en términos de investigación básica, sino que abriría camino para el diseño de nuevas aplicaciones magnetoeléctricas, especialmente en el campo de la spintrónica, como filtros de spin o uniones túneles magnéticas controladas mediante campos eléctricos en lugar de campos magnéticos y por lo tanto promoviendo una nueva generación de dispositivos de almacenamiento de alta densidad y bajo consumo. Para este último propósito, los multiferroicos que poseen un ordenamiento ferromagnético tendrían mayores ventajas que aquellos antiferromagnéticos debido a que los primeros mostrarían magnetización neta y por lo tanto permitirían un control más fácil del estado magnético. No obstante, es el orden antiferromagnético el que prevalece en estos materiales. Por eso es necesario la búsqueda de nuevos materiales que sean ferromagnéticos y ferroeléctricos. Los óxidos en estructura perovskita y doble perovskita basados en Bi, BiBO3 y Bi2BB’O6, respectivamente, donde B y B’ son iones magnéticos de metales de transición (es decir, con la capa electrónica externa d parcialmente ocupada), presentan un excelente punto de partida para investigar nuevos materiales ferromagnéticos y ferroeléctricos. En primer lugar, esta tesis aborda el problema de sintetizar estos compuestos. En este proceso se topó con tres principales obstáculos. Primero, estos compuestos basados en Bi son altamente metaestables, lo que implica que en su forma masiva sólo se pueden sintetizar bajo condiciones extremas: altas temperaturas y altas presiones (del orden de los GPa). Segundo, Bi es un elemento altamente volátil y por consiguiente la temperatura de síntesis de estos compuestos no fue un parámetro de crecimiento libre. Tercero, tanto en el sistema ternario Bi – Mn – O como cuaternario Bi – Ni – Mn – O se encontró una fuerte tendencia multifásica, especialmente en el primero, en los cuales, aparte de los compuestos deseados BiMnO3 y Bi2NiMnO6, se forman diferentes fases parásitas de óxidos como Mn3O4, Bi2O3 y MnO2 en el primer caso y NiO en el segundo. Como consecuencia de todos estos factores la estabilización monofásica de tanto BiMnO3 como (Bi0.9La0.1)2NiMnO6 fue dificultada en gran medida y solo se pudo conseguir bajo una ventana estrecha de condiciones de crecimiento. Especialmente crítico fue la temperatura de depósito, la cual sólo permitía una ventana de 10ºC alrededor de 630ºC y 620ºC para la síntesis de BiMnO3 y (Bi0.9La0.1)2NiMnO6, respectivamente. |
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