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http://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1004/35| Nucleación y Crecimiento de Películas Delgadas de BiFeO3 Dopadas con Ba2+, Co2+ y Ni2+: Efecto Ferroeléctrico y Ferromagnético en Función del Grado de Distorsión R3c | |
| GABRIEL ROJAS GEORGE | |
| ARMANDO REYES ROJAS OLIVIA AMALIA GRAEVE | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Los materiales multiferroicos por naturaleza exhiben dos o más propiedades
ferroícas; tales como: ferroelectricidad, ferromagnetismo, ferroelasticidad y
ferrotoroidicidad (aún en investigación y debate). Los materiales ferroeléctricos y
ferromagnéticos pueden ser utilizados en el almacenamiento de datos debido a sus
propiedades eléctricas y magnéticas. Existe un gran número de materiales multiferroicos,
sin embargo, son pocos los que exhiben ferroelectricidad y ferromagnetismo en la misma
estructura cristalina. Estos materiales monofásicos son difíciles de obtener tanto en bulto
(cerámica) como en forma de película delgada. Uno de estos materiales monofásicos, que
está en estudio y debate, es la ferrita de bismuto (BiFeO3). Un material con una estructura
tipo perovskita (ABO3). Esta solución solida es interesante porque presenta
ferroelectricidad y ferromagnetismo a temperatura ambiente. Por lo tanto, estas propiedades
la postulan como un excelente candidato para aplicaciones electrónicas e incluso en el
reciente campo de la espintrónica.
A partir de este hecho, el presente trabajo de investigación doctoral se enfocó en la
síntesis y caracterización de BiFeO3 dopado en la fase bulto, así como la elaboración de
películas delgadas dopadas de BiFeO3. Los dopantes utilizados fueron bario, el cual
sustituyo el sitio A de perovskita y beneficia la ruptura de la cicloide magnética de este
material, promoviendo la parte magnética; se utilizó el níquel y el cobalto, sustituyendo el
catión B de la perovskita. Para lograr obtener películas delgadas de alta calidad se
prepararon blancos (cerámicas de 1 pulgada) a partir de nitratos. La técnica de síntesis para
la parte en bulto se llevó a cabo por la técnica de sol-gel, en especial el método Pechini, el
cual fue modificado para lograr obtener diferentes composiciones de ferrita de bismuto.
Este método fue modificado de tal manera que se utilizaron en total cinco metodologías
diferentes denominándolas: Síntesis por Sol-Gel Asistido por Ácido Cítrico, Método
Etilenglicol, Método Sol-Gel Asistido por Acido Tartárico, Método Alcohol PolivinílicoEtilenglicol
y Método Sol-Gel con EDTA como Complejante. Se trabajaron dos series en la
parte del bulto, la serie bario, y la serie bario-cobalto. Utilizando los cinco metodos
mencionados en la serie bario, cuatro mostraron una fase pura de ferrita de bismuto dopada
con bario con una estructura rhombohedral con diferentes grados de simetría dependiendo
del método utilizado. Se realizaron mediciones magnéticas obteniendo lazos de histéresis magnéticos y se encontró una relación entre el grado de distorsión y la magnetización del material. En la serie bario-cobalto se utilizó el método etilenglicol para sintetizar nanopartículas de BiFeO3 dopadas con bario-cobalto. Se encontró que las nanopartículas al ser sinterizadas tenían una fase pura con una estructura tipo rhombohedral, con una débil magnetización y polarización eléctrica. Así mismo se realizaron diversos análisis de caracterización para observar la microestructura y obtener propiedades ópticas. El crecimiento de las películas delgadas de BiFeO3 se realizó mediante el método de erosión catódica usando una fuente de radio frecuencia, o mejor conocido como “sputtering.” Existen varios trabajos de crecimiento de películas delgadas, sin embargo, no son claros y en algunos casos contradictorios, por lo tanto, en la presente propuesta doctoral se variaron diferentes parámetros durante y pos-crecimiento de las películas delgadas, tales como presiones parciales, temperaturas y tiempos de cristalización, con el objetivo de estudiar su reactividad en la nucleación y crecimiento de las películas delgadas de BiFeO3 dopadas con metales alcalinotérreos y de transición, tales como Bario, Cobalto y Níquel. | |
| 2015-04 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| QUÍMICA FÍSICA | |
| Aparece en las colecciones: | Doctorado en Ciencia de Materiales |
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