Nuovi materiali e dispositivi magnetoelettrici
I materiali multiferrici (MF) sono quelli che esibiscono simultaneamente più di una proprietà dei materiali ferrici. Tipicamente il termine si riferisce a materiali che presentano proprietà sia ferromagnetiche (FM), sia ferroelettriche (FE), materiali che possono essere magnetizzati in modo reversibile se esposti a un campo magnetico o essere polarizzati in modo reversibile in presenza di un campo elettrico. I MF sono rari, e ancora più rari sono i MF che presentano un accoppiamento tra i parametri magnetici e i parametri elettrici, precisamente l'accoppiamento magnetoelettrico (ME). In altre parole, la fase magnetica può essere controllata con l'applicazione di un campo elettrico e la polarizzazione può essere controllata con l'applicazione di un campo elettrico. In particolare, i materiali MF in film sottile a singola fase dovrebbero giocare un ruolo importantissimo nello sviluppo di nuovi dispositivi ME, ma la fisica dietro l'accoppiamento ME non è ancora ben compresa. I ricercatori europei miravano a migliorare il potenziale dei dispositivi elettrici attraverso il progetto Macomufi ("Manipulating the coupling in multiferroic thin films"). Specificamente, i ricercatori cercavano di consentire la sintonizzazione elettrica della risonanza FM di filtri per radiofrequenza e di dispositivi magnetic spin wave (MSW). I ricercatori hanno utilizzato metodi non lineari per studiare l'accoppiamento ME e hanno sviluppato nuovi materiali e compositi MF da applicare come film sottili e nuovi strumenti per caratterizzare la struttura dei film sottili MF. Il titanato di bario (BaTiO3) è un materiale FE riconosciuto le cui proprietà non possono condurre a un comportamento MF del composto stesso. Il team del progetto Macomufi ha però dimostrato che il campo elettrico indotto nel BaTiO3 a temperatura ambiente induceva una polarizzazione magnetica in determinati nanocompositi MF a film sottile. I risultati del progetto Macomufi hanno il potenziale di accelerare lo sviluppo di nuovi dispositivi ME in Europa, con il primo approccio sistematico basato sulle conoscenze per la valutazione delle prestazioni, la misurazione e la caratterizzazione del comportamento MF e dell'accoppiamento ME nei film sottili a singola fase. Il marketing di nuovi dispositivi compatti con multifunzionalità, minore consumo di energia e costi diminuiti potrebbe collocare l'UE in una posizione leader nel mercato globale in continua crescita dei materiali ME-MF.
