Heteroestruturas baseadas em CuO : um magnetoelétrico e multiferróico em altas temperaturas

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Cuaila, Jean Lui Salazar
• Orientador(a): Geshev, Julian Penkov
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Magnetismo; Materiais antiferromagnéticos; Materiais ferromagnéticos; Óxido de cobre
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/211459

Materiais multiferróicos magnetoelétricos, nos quais as ordens magnéticas e ferroelétricas podem coexistir e interagir, são de fundamental interesse para o desenvolvimento de novas tecnologias, como memórias de múltiplo estado que permitam a escritura elétrica e leitura magnética. Um grande desafio é criar esses materiais que operem a temperatura ambiente e que apresentem intensas mudanças magnéticas (elétricas) pela aplicação de campos elétricos (magnéticos). Até o momento, quatro mecanismos que permitem o acoplamento magnetoelétrico (ME) têm sido reportados, destacando os que envolvem deformações da rede cristalina e o efeito exchange bias (EB, ou viés de troca em português). Nesta tese, foram empregados estes dois mecanismos com o intuito de modificar as propriedades magnéticas por meios elétricos de um filme ferromagnético conectado ao multiferróico CuO por exchange bias e estender o efeito à temperatura ambiente através da engenharia do strain utilizando o piezoelétrico PMN-PT como substrato. Inicialmente, foi feito o estudo do crescimento do filme CuO (sobre substrato de Si) para a obtenção de um filme texturizado e homogêneo que permita obter o efeito EB. Logo, foi estudado o efeito EB em filmes ferromagnéticos (Fe, Co e Ni) crescidos sobre o CuO, observando-se interação de troca interfacial no sistema CuO/Co próximo a 200 K. Garantido o EB, foi crescido o sistema CuO/Co sobre o substrato PMN-PT para o estudo do acoplamento ME, obtendo-se como resultado destacável a extensão do EB até a temperatura de transição TN1 (213 K) do CuO pela aplicação de campos elétricos ex-situ a temperatura ambiente. Foi sugerido que o mecanismo físico que permitiu a extensão foi a competição entre a frustração geométrica e interação magnética na rede comensurada colinear de spins da fase AF1 do CuO, sendo a fase AF2 mais estável. Sumarizando, os resultados obtidos neste trabalho permitiram a obtenção do efeito EB em filmes baseados em CuO e sua extensão até 213 K por meios magnetoelétricos.