| Data: |
2022 |
| Resum: |
Aquesta Tesi doctoral comprèn el disseny, la fabricació i la caracterització magnetoelèctrica d'heteroestructures ferromagnètiques/ferroelèctriques artificials; en particular, de titanat de ferro-alumini/plom-magnesi-niobat-plom (FeAl/PMN-PT). Aquests sistemes híbrids estan destinats a reduir la dissipació de calor i el consum d'energia quan s'accionen magnetoelèctricament. Una de les principals estratègies per a controlar el magnetisme amb voltatge és l'ús de materials híbrids magnetostrictius/piezoelèctrics, com les heteroestructures ferromagnètiques/ferroelèctriques. No obstant, quan aquestes heteroestructures s'exposen a un camp elèctric es poden produir simultàniament diferents processos, com efectes de piezodeformació, acumulació de càrrega electrònica i la migració d'oxigen induïda per voltatge (magnetoiònica). Això fa que la interpretació dels efectes magnetoelèctrics no sigui senzilla i que sovint es produeixin errors d'interpretació. Atès que la deformació induïda (i les variacions en la magnetització) són proporcionals al quadrat de la polarització ferroelèctrica, la resposta magnetoelèctrica deguda a la deformació sol ser simètrica respecte al signe de la tensió aplicada. Per contra, es poden obtenir respostes asimètriques pel que fa a l'acumulació de càrrega electrònica i la migració d'oxigen induïda per voltatge. En aquest cas, les heteroestructures ferromagnètiques/ferroelèctriques basades en FeAl i PMN-PT orientat segons [011] han estat dissenyades en relació al gruix de la capa, composició i microestructura per a mostrar una resposta magnetoelèctrica altament asimètrica i poder desentrellaçar els efectes magnetoelèctrics esmentats. En concret, el % atòmic de Fe al voltant del 75 i els grans gruixos de la capa de FeAl (. |
| Resum: |
La presente Tesis doctoral abarca el diseño, la fabricación y la caracterización magnetoeléctrica de heteroestructuras ferromagnéticas/ferroeléctricas artificiales; en particular, de hierro-aluminio/ niobato de plomo y magnesio - titanato de plomo (FeAl/PMN-PT). Estos sistemas híbridos están destinados a reducir la disipación de calor y el consumo de energía cuando se accionan magnetoeléctricamente. Una de las principales estrategias para controlar el magnetismo con voltaje es el uso de materiales híbridos magnetostrictivos/ferroeléctricos. Sin embargo, cuando estas heteroestructuras se exponen a un campo eléctrico pueden producirse simultáneamente diferentes procesos, como los efectos mediados por la piezodeformación, la carga electrónica y la migración de oxígeno inducida por voltaje (magnetoiónica). Esto hace que la interpretación de los efectos magnetoeléctricos no sea sencilla y que, a menudo, se produzcan errores de interpretación. Dado que la deformación inducida (y las variaciones en la magnetización) son proporcionales al cuadrado de la polarización ferroeléctrica, la respuesta magnetoeléctrica mediada por la deformación suele ser simétrica respecto al signo de la tensión aplicada. Por el contrario, se pueden obtener respuestas asimétricas a partir de la carga electrónica y la migración de oxígeno inducida por voltaje. En esto caso, las heteroestructuras ferromagnéticas/ferroeléctricas basadas en FeAl y PMN-PT orientado según [011] han sido diseñadas en términos de espesor de capa, composición y microestructura para mostrar una respuesta magnetoeléctrica altamente asimétrica y poder desentrelazarlos efectos magnetoeléctricos mencionados. En concreto, el % atómico de Fe en torno al 75 y los grandes espesores (. |
| Resum: |
This Thesis dissertation tackles the design, fabrication and magnetoelectric characterization of artificial multiferroic ferromagnetic/ferroelectric heterostructures; in particular, iron-aluminum/lead-magnesium-niobate-lead titanate (FeAl/PMN-PT). These hybrid systems are intended to reduce heat dissipation and power consumption when magnetoelectrically actuated. One of the main strategies to control magnetism with voltage is the use of magnetostrictive/ferroelectric hybrid materials. However, different processes can occur simultaneously when these heterostructures are exposed to an electric field such as piezostrain-mediated effects, electronic charging, or voltage-driven oxygen migration (magnetoionics). This makes the interpretation of magnetoelectric effects not straightforward and, often, it leads to misconceptions. Because the induced strain (and variations in the magnetization) is proportional to the square of the ferroelectric polarization, the strain-mediated magnetoelectric response is usually symmetric with the sign of the applied voltage. Conversely, asymmetric responses can be obtained from electronic charging and voltage-driven oxygen migration. Here, ferromagnetic/ferroelectric heterostructures based on FeAl/[011]-oriented PMN-PT have been engineered in terms of layer thickness, composition, and microstructure to exhibit a highly asymmetric magnetoelectric response to be able to disentangle the aforementioned magnetoelectric effects. Specifically, Fe atomic % around 75 and large thicknesses (. |
| Nota: |
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Ciència de Materials |
| Drets: |
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, sempre i quan aquestes es distribueixin sota la mateixa llicència que regula l'obra original i es reconegui l'autoria.  |
| Llengua: |
Anglès |
| Col·lecció: |
Programa de Doctorat en Ciència de Materials |
| Document: |
Tesi doctoral ; Text ; Versió publicada |
| Matèria: |
Multiferroic ;
Multiferroico ;
Magnetisme ;
Magnetismo ;
Magnetism ;
Voltatge ;
Voltaje ;
Voltage ;
Ciències Experimentals ;
538.9 |
visitant ::
identificació
dir.
