Strain gradient mediated magnetoelectricity in Fe-Ga/P(VDF-TrFE) multiferroic bilayers integrated on silicon
Nicolenco, Aliona (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física)
Gómez, Andrés (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Chen, Xiangzhong (Zurich Federal Polytechnic School. Institute of Robotics & Intelligent Systems (Switzerland))
Menéndez Dalmau, Enric (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física)
Fornell Beringues, Jordina (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física)
Pané i Vidal, Salvador (Zurich Federal Polytechnic School. Institute of Robotics & Intelligent Systems (Switzerland))
Pellicer Vilà, Eva Maria (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física)
Sort Viñas, Jordi (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física)

Fecha:	2020
Resumen:	The primary advantage of magnetoelectric heterostructures exhibiting direct magnetoelectric effect is the possibility to induce and modulate the electrical response of the ferroelectric phase directly with an external magnetic field (i. e. , wirelessly, without applying electric field). Nevertheless, the magnetoelectric coupling in such heterostructures is commonly limited by substrate clamping which hinders effective strain propagation. In this work, 1 μm thick ferromagnetic Fe-Ga layers were electrodeposited onto rigid Si/Cu substrates and subsequently coated with ferroelectric P(VDF-TrFE). Under magnetic field, the (110) textured Fe-Ga alloy is compressed along the z-direction by 0. 033%, as demonstrated by X-ray diffraction. The experimental results suggest that while the bottom of the Fe-Ga layer is clamped, its air side exhibits a pronounced tetragonal deformation thanks to the residual nanoporosity existing between the columnar grains, that is, a strain gradient develops across the thickness of the Fe-Ga film. This strain gradient in Fe-Ga induces a change in the piezoresponse of the adjacent ferroelectric P(VDF-TrFE) layer. These results pave the way to the design of high-performance microelectromechanical systems (MEMS) with magnetoelectric response integrated on rigid substrates.
Ayudas:	Agencia Estatal de Investigación MAT2017-86357-C3-1-R Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2017/SGR-292 European Commission 665919 European Commission 648454 Ministerio de Economía y Competitividad IJCI-2015-27030 European Commission 771565
Derechos:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Lengua:	Anglès
Documento:	Article ; recerca ; Versió publicada
Materia:	Magnetoelectricity ; Fe-Ga ; P(VDF-TrFE) ; Ferroelectric ; Magnetostriction ; Strain gradient
Publicado en:	Applied materials today, Vol. 19 (June 2020) , art. 100579, ISSN 2352-9407

DOI: 10.1016/j.apmt.2020.100579

8 p, 1.6 MB

El registro aparece en las colecciones:
Documentos de investigación > Documentos de los grupos de investigación de la UAB > Centros y grupos de investigación (producción científica) > Ciencias > Grupo de nanoingeniería de materiales, nanomagnetismo y nanomecánica (Gnm3) > SPIN-PORICS
Artículos > Artículos de investigación
Artículos > Artículos publicados