Fabricación y caracterización de películas delgadas de PZT dopadas con Fe/Nb

BAROLIN, S.; PELLEGRI, N.; IMHOFF, L.; STACHIOTTI, M. G.

Berisso, Provincia de Buenos Aires

Conferencia; Y-TEC NANO 2018; 2018

Y-TEC YPF Tecnología

Los materiales multiferroicos son conocidos por tener propiedades ferroeléctricas y ferromagnéticas simultáneamente, y el desarrollo de los mismos está motivado principalmente por la posibilidad de controlar cargas aplicando campos magnéticos y manipular ?spins? aplicando determinados voltajes, abriendo de esta manera nuevas posibilidades en el campo de los dispositivos multifuncionales.Se propone como objetivo la fabricación de películas delgadas multiferroicas por una técnica de CSD (Chemical Solution Deposition) basada en una ruta de sol-gel modificada con acetoin como agente quelante [1]. El material propuesto tiene estructura de perovskita y es una solución sólida de PbZr0,52Ti0,48O3 y PbFe0,5Nb0,5O3 (PZT-PFN), considerando que la incorporación de iones magnéticos Fe3+ en la estructura del PZT ha demostrado ser una estrategia adecuada para desarrollar materiales cerámicos multiferroicos a temperatura ambiente [2,3]. En este trabajo se prepararon películas delgadas de PZT1-x-PFNx en distintas composiciones por el método de spin-coating utilizando sustratos de Pt/Ti/SiO2/Si. Las películas fueron tratadas térmicamente entre 600 y 700 °C por ?rapid thermal annealing? (RTA) y horno convencional (?conventional furnace annealing? o CFA). Se realizó la caracterización estructural y morfológica de las muestras por DRX y AFM, encontrando que la fase cristalina de perovskita coexiste con una fase secundaria piroclórica no ferroeléctrica, y que el porcentaje de esta última disminuye para las muestras tratadas por RTA, pudiendo concluir de esta manera que los tratamientos rápidos favorecen el crecimiento de la perovskita. Se midieron propiedades dieléctricas (constante dieléctrica y pérdida en función de la frecuencia) y ciclos de histéresis ferroeléctricos a distintas frecuencias. Finalmente se midieron las propiedades magnéticas de las películas delgadas encontrando una respuesta magnética débil, especialmente en aquellas muestras con concentraciones altas de Fe3+.[1] L. Imhoff, S. Barolin, N. Pellegri, M. Stachiotti, J. Sol-Gel Sci. Technol. (2017) 83:375-381.[2] A. Kumar, I. Rivera, R.S. Katiyar, J.F. Scott, Appl. Phys. Lett., 92 (2008), 132913.[3] A. Kumar, R.S. Katiyar, J.F. Scott, J. Appl. Phys., 108 (2010), 064105.