Propiedades magnéticas y dieléctricas de películas delgadas del multiferroico TbMnO3 dopado con elementos del grupo 13
Está reportado que el TbMnO<sub>3</sub> posee un fuerte acoplamiento entre los ordenamientosmagnético y estructural a muy bajas temperaturas (<41 K). Este material es representativode los llamados multiferroicos tipo II, en los cuales el magnetismo provoca la aparición dela ferroelect...
| Autor: | |
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| Formato: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2013 |
| País: | México |
| Recursos: | Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada |
| Repositorio: | Repositorio Institucional CICESE |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:cicese.repositorioinstitucional.mx:1007/989 |
| Acesso em linha: | http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/989 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palavra-chave: | info:eu-repo/classification/Autor/Multiferreicos,Ferroelectricidad,Ferromagnetismo,Magnetoeléctrico info:eu-repo/classification/cti/1 info:eu-repo/classification/cti/22 info:eu-repo/classification/cti/2299 |
| Resumo: | Está reportado que el TbMnO<sub>3</sub> posee un fuerte acoplamiento entre los ordenamientosmagnético y estructural a muy bajas temperaturas (<41 K). Este material es representativode los llamados multiferroicos tipo II, en los cuales el magnetismo provoca la aparición dela ferroelectricidad. En este trabajo se estudian películas delgadas de TbMnO<sub>3</sub> impurificadocon Al y Ga, con el propósito de modificar sus propiedades físicas buscando convertirlo enun material viable para aplicaciones tecnológicas. Con este fin primeramente sesintetizaron, por la técnica de reacción en estado sólido, pastillas de TbMnO<sub>3</sub>:Ga,Alutilizadas como blancos para producir las películas delgadas. Posteriormente se crecieronlas películas mediante la técnica de ablación por láser pulsado (PLD) sobre sustratoscristalinos de SrTiO<sub>3</sub> (aislante) y Nb:SrTiO<sub>3</sub> (conductor). La composición de las películasfue caracterizada por medio de difracción de rayos-X (DRX), espectroscopia de energíadispersada (EDS) y de fotoelectrones de rayos-X (XPS). Se obtuvieron películas de unasola fase cristalina sin contaminantes. Las características estructurales se analizaron con lastécnicas de microscopia electrónica de barrido (SEM) y de transmisión (TEM), a partir delas cuales se pudo obtener un modelo del crecimiento epitaxial de la película sobre elsustrato. Después se midieron las propiedades magnéticas, desde 2 K a 300 K, para lo cualse utilizó un magnetómetro SQUID. Se observó que al dopar el TbMnO<sub>3</sub> con Al y Ga, sevuelve ferromagnético y que el espesor de la película influye fuertemente en lamagnetización, siendo ésta mayor a espesores pequeños (hasta 130 emu/cm<sub>3</sub> para películasde 10 nm). A espesores mayores de 50 nm las películas se relajan y la contribución a lamagnetización es debida principalmente al dopante (hasta 70 emu/cm<sub>3</sub> con 10% de Al). Porúltimo se efectúo la caracterización dieléctrica y magnetoeléctrica a bajas temperaturasusando una estación Janis con puntas micromanipuladoras y un Sistema de Medición dePropiedades Físicas (PPMS). Los resultados confirman el acoplamiento entre propiedadesmagnéticas y dieléctricas a la temperatura de ordenamiento ferroeléctrico (~30 K).En general, al dopar el TbMnO<sub>3</sub> con Ga y Al, y crecerlo en forma de película delgada, laspropiedades ferroicas se modifican: las temperaturas de transición magnética yferroeléctrica se desplazan hacia altas temperaturas y la magnetización aumenta. Seconcluye que este material puede considerarse dentro de los pocos multiferroicos de unasola fase que presentan ferromagnetismo y ferroelectricidad con acoplamiento entre sí(magnetoelectricidad) y que la impurificación con Al y Ga tuvo un efecto favorable en suspropiedades ferroicas. |
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