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  • Material multiferroico asequible

    Ilustraciones (imagen superior) e imágenes de microscopio electrónico (imagen inferior). Crédito:(C) Universidad Tecnológica de Toyohashi.

    La Universidad Tecnológica de Toyohashi ha desarrollado un novedoso proceso líquido para la fabricación de una película de nanocompuesto multifferroico asequible en colaboración con el Centro de Cerámica Fina de Japón. Instituto Nacional de Tecnología Ibaraki College, Laboratorio Ibérico Internacional de Nanotecnología, Universidad de Chang'an y Universidad de Erlangen-Nuremberg. El material multiferroico obtenido mediante el nuevo proceso posee una fuerte correlación entre las propiedades eléctricas y magnéticas, por lo tanto, varias aplicaciones, como la memoria de gran volumen de bajo consumo de energía, modulador espacial de luz, y sensores únicos, etc. se esperan en el futuro.

    Los materiales multifferroicos combinan propiedades eléctricas (ferroeléctricas) y magnéticas (ferromagnéticas) y tienen una fuerte correlación entre estas propiedades (exhiben un efecto magnetoeléctrico), y se espera que su desarrollo dé lugar a dispositivos eléctricos y magnéticos de próxima generación más versátiles y de mayor rendimiento. En años recientes, Se han informado varios métodos de producción de películas multiferroicas que exhiben propiedades magnetoeléctricas significativas. Sin embargo, Estos procesos requieren dispositivos de vacío grandes y extraordinariamente costosos, haciéndolos poco prácticos para fabricar materiales con un área grande en particular. Como resultado, Los materiales multiferroicos solo se han utilizado en una gama muy limitada de aplicaciones.

    Con este trasfondo, El equipo de investigación desarrolló un proceso para producir un material con propiedades multiferroicas avanzadas mediante la combinación de varios métodos en fase líquida que son relativamente económicos y simples.

    El autor principal, El profesor asociado Go Kawamura de la Universidad de Tecnología de Toyohashi explicó:"Para fabricar un material que exhiba propiedades multiferroicas avanzadas, es necesario combinar materiales ferroeléctricos y ferromagnéticos de manera apropiada y periódica en la escala nanométrica. En el pasado, Las estructuras de matriz de nanopilares se fabricaron de manera autoorganizada utilizando métodos de fase gaseosa, y se observó un gran efecto magnetoeléctrico en tales materiales. Sin embargo, los métodos de fase gaseosa requirieron el uso de equipos grandes y costosos, y fue prácticamente imposible aumentar el área de la muestra. Por lo tanto, Trabajamos en la fabricación de películas compuestas tipo matriz de nanopilares utilizando solo métodos asequibles y sencillos en fase líquida. En la película compuesta multiferroica obtenida por el proceso que desarrollamos, Se aclara que existe una relación epitaxial local en la interfaz entre los materiales ferroeléctricos y ferromagnéticos, produciendo así un gran efecto magnetoeléctrico. En comparación con los procesos convencionales en fase gaseosa, Las películas compuestas multiferroicas se pueden producir a un costo mucho menor y se pueden utilizar para áreas más grandes ".

    Este estudio fue interdisciplinario, requiriendo una variedad de especialidades. Por lo tanto, el equipo de investigación colaboró ​​con especialistas en materiales dieléctricos y materiales magnéticos, especialistas en observación de nanoestructuras mediante microscopios electrónicos, y especialistas en síntesis en fase líquida, entre otros, de varias instituciones en Japón y en el extranjero. El novedoso proceso se desarrolló combinando estas especialidades avanzadas.

    El equipo de investigación cree que la creación más precisa de nanoestructuras controladas puede mejorar aún más el efecto magnetoeléctrico, y seguirá optimizando el proceso. Por último, el equipo planea producir materiales de gran superficie, que también es una característica del proceso que se desarrolló, y aplicarlos a un modulador de luz espacial para desarrollar aplicaciones tales como pantallas espaciales que se pueden usar para construir enormes imágenes tridimensionales.


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