La polarización espontánea parece ser paralela al eje c, mientras que el magnetismo espontáneo parece ser paralelo al eje a. Crédito:Ninguno
Los científicos del Instituto de Tecnología de Tokio (Tokyo Tech) y la Universidad de Tohoku han desarrollado películas epitaxiales de GFO de alta calidad y han investigado sistemáticamente sus propiedades ferroeléctricas y ferromagnéticas. También demostraron los efectos de magnetocapacitancia a temperatura ambiente de estas películas delgadas de GFO.
Los materiales multifferroicos muestran ferroelectricidad impulsada magnéticamente. Tienen propiedades fascinantes, como propiedades ferroeléctricas (ferromagnéticas) controladas por campo magnético (eléctrico) y se pueden utilizar en aplicaciones tecnológicas novedosas como escritura rápida, ahorro de energía, y almacenamiento de datos no destructivo. Sin embargo, porque la multiferroicidad se observa típicamente a bajas temperaturas, Es muy deseable desarrollar materiales multiferroicos que puedan observarse a temperatura ambiente.
Georgia X Fe 2-x O 3 , o GFO para abreviar, es un material multiferroico a temperatura ambiente prometedor debido a su gran magnetización. Las películas delgadas de GFO ya se han fabricado con éxito, y se ha demostrado su cambio de polarización a temperatura ambiente. Sin embargo, sus propiedades ferroeléctricas y ferromagnéticas deben controlarse para obtener mejores propiedades magnetoeléctricas y aplicaciones de las películas GFO. Para controlar estas propiedades, es esencial comprender la relación entre la composición de los componentes en cada sitio catiónico y el carácter original.
Por lo tanto, El equipo de investigación dirigido por Mitsuru Ito en Tokyo Tech se propuso investigar sistemáticamente la multiferroicidad como una función de la proporción de composición de Ga y Fe en películas GFO. Específicamente, estudiaron las propiedades ferroeléctricas de las películas de GFO utilizando microscopía de fuerza de respuesta piezoeléctrica, y encontré que Ga X Fe 2-x O 3 las películas con x =1 y 0,6 muestran ferroelectricidad a temperatura ambiente. La fase de respuesta piezoeléctrica se puede invertir 180 ° cuando se aplica un voltaje de más de 4.5 V. Este comportamiento es típico de los materiales ferroeléctricos y es un fuerte indicador de la presencia de polarización conmutable en la película a temperatura ambiente.
De arriba a la izquierda a la derecha, x es igual a a) 0, b) 0,3, c) 0,4, yd) 0,6 a 300 K. Crédito:Materiales funcionales avanzados
Los científicos también confirmaron el ferrimagnetismo a temperatura ambiente de las películas mediante caracterización magnética. Finalmente, pudieron demostrar los efectos de magnetocapacitancia a temperatura ambiente de las películas de GFO. Informaron que al cambiar x, el campo eléctrico coercitivo, fuerza coercitiva, y se podrían controlar los valores de magnetismo saturado. También demostraron que los rangos ferroeléctricos y magnéticos de los óxidos de hierro tipo GFO difieren de los del conocido BiFeO multiferroico a temperatura ambiente. 2 y puede ampliar la variedad de materiales multiferroicos a temperatura ambiente.
