Efectos magnetoeléctricos en heteroestructuras ferromagneto Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O_3-PbTiO_3 (PMT-PT).

Main Author: Leiva, Livio
Format: Tesis
Published: 2017-12-15
Series: http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/683/
Subjects:
Online Access: http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/683/1/1Leiva_Livio.pdf
Table of Contents:
  • Los sistemas multiferroicos han sido de gran interpes en los años recientes por sus potenciales aplicaciones tecnologicas derivadas de la coexistencia de propiedades ferroel ectricas y ferromagneticas. En particular, heteroestructuras laminares que combinan capas de materiales ferroelectricos y ferromagneticos han sido propuestas para producir el acople magnetoelectrico mediado por deformacion. En el presente trabajo se busco maximizar este efecto fabricando heteroestructuras que combinen un material ferroel ectrico de altas prestaciones piezoelectricas como son los sustratos monocristalinos de Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O_3-PbTiO_3 (PMN-PT) con peliculas delgadas de los ferromagnetos FePt, Co, Ni, Py y FeGa, algunos de ellos altamente magnetostrictivos. En estos sistemas se busco medir la capacidad de modicar, a partir de un campo electrico aplicado al sustrato y la deformacion consecuente, las propiedades magneticas de las peliculas ferromagneticas. Con esto en mente, se realizo primero una caracterizacion general de diversas propiedades fisicas relevantes del sustrato como son la deformacion piezoel electrica, el ciclo ferroelectrico y otras propiedades estructurales. Del mismo modo, se estudiaron propiedades magneticas de los films depositados como el lazo de histeresis, la estructura de dominios y las anisotropas magneticas presentes, obteniendo informacion del sistema en ausencia del acople mediado por deformacion. Posteriormente se realizo una caracterizacion magnetoelectrica. Usando la tecnica de magnetometra de efecto Kerr magneto-optico, se estudio el cambio de la magnetizaci on remanente de las peliculas cuando se aplicaba un campo electrico al sustrato. Analizando los lazos de histeresis en el plano del film se logro estimar un campo magnetico de anisotropa debido a la deformacion del film. Tambien se midieron directamente estos campos de anisotropa a partir de experimentos de resonancia ferromagnetica. Se propuso un modelo para estas anisotropas a partir de la energa magnetoelastica y se simulo la dependencia de los campos de resonancia en funcion del campo electrico, coincidiendo cualitativamente con las medidas realizadas. Se cuantico la magntitud del acople magnetoelectrico en los distintos materiales a traves de un coeficiente derivado de la pendiente de las curvas del campo de anisotropa en funcion del campo electrico, y se propuso una forma de estimarlo a partir de propiedades macroscopicas de los ferromagnetos. Se observaron procesos irreversibles en las peliculas asociadas al sustrato que deterioraban los sistemas medidos. Tambien se investigo el fenomeno de spin pumping esperado en estos sistemas en la condicion de resonancia y se logro medir la tension de efecto Hall de espin y su dependencia con el campo electrico. Por ultimo, se presentan resultados de un fenomeno de electro-resistencia gigante observado en peliculas de FeGa.