Efeitos condutivos e polares em filmes finos de óxidos complexos visando aplicação em memorias de múltiplos estados

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Laura, Gohnny Acero
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Filme fino; Método do precursor polimérico; BaBiO3; Ferroelétrico; Piezoelétrico; Fotoluminescência; Magnetismo; Fadiga; Corrente de fuga; Ferroeletricidade; Thin film; Polymeric precursor method; Ferroelectric; Piezoelectric; Photoluminescence; Magnetism; Fatigue; Leakage current
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/255660

Esta pesquisa teve como objetivo analisar as propriedades polares, ferroelétricas, piezoelétricas, ópticas e magnéticas de filmes finos de BaBiO3 obtidos pelo método dos precursores poliméricos, variando as proporções de Ba/Bi. Para uma melhor designação das amostras, foram utilizados os seguintes códigos: (80/20) (BBO82), (50/50) (BBO55) e (30/70) (BBO37). As análises de Rietveld indicam a cristalização em estrutura romboédrica de BaBiO3 (grupo espacial R-3R), sem a presença de fases secundárias. As propriedades de deformação, dielétrica, ferroelétrica e piezoelétrica são fortemente influenciadas pela textura do filme. A amostra BBO55 exibe uma orientação preferencial ao longo do plano (341), sem imprint e gap de polarizações, apresentando altas respostas piezoelétricas (d33-eff ≈ 45,7 pm/V) e ferroelétricas (Pr ≈ 19,87 μC/cm2). As propriedades ópticas e magnéticas são dependentes das variações no tamanho do grão e dos tipos de vacâncias. Os resultados de fotoluminescência indicam a presença significativa de vacâncias de oxigênio e clusters [BiO5.V_o^.] na amostra BBO37, melhorando a razão Mr/Ms devido à morfologia em forma de placas. Este filme demonstra um comportamento superparamagnético devido à facilidade de alternância de domínios sob campo externo. A espectroscopia de fotoelétrons de raios X revela a interação entre Bi3+ e Bi5+, afetando a resposta magnética. A temperatura impacta a cristalização, morfologia, resistência à fadiga e corrente de fuga. A 800°C, o filme BBO55 apresenta uma estrutura granular em forma de placas, com corrente de fuga alinhada ao mecanismo denominado voltagem do limite de preenchimento por armadilhas (VTFL). Por outro lado, o filme BBO55 a 600°C exibe grãos arredondados, pouca porosidade e a teoria da condução em altos campos elétricos, bem descrita pelo mecanismo de condução limitada por carga espacial (SCLC). O desempenho superior a 600°C destaca-se pela elevada resistência à fadiga em 107 ciclos de polarização. Essas descobertas são pertinentes para o desenvolvimento de materiais polares livres de chumbo com potencial aplicação em dispositivos eletrônicos, tais como sensores de campo magnético, interruptores, atuadores, dispositivos de memória e spintrônica.