Des oxydes fonctionnels pour de nouveaux dispositifs
L'intérêt actuel pour ces oxydes ainsi que les recherches en cours découlent de leurs nombreuses utilisations possibles, par exemple comme support mémoire, dans l'électronique à hautes fréquences ou pour des dispositifs micro-ondes réglables. Leur caractéristique essentielle est leur vitesse de commutation, mais la lenteur de leur relaxation est un grand inconvénient. La fonctionnalité des oxydes dépend largement de la structure nanométrique des surfaces actives et des interfaces. Les scientifiques du projet EPOFO («Electron probing of functional oxides»), financé par l'UE, ont étudié les défauts structurels des interfaces dans des oxydes fonctionnels en couches minces, et analysé les déficits en oxygène à ce même niveau. En outre, ils ont conduit des expériences pour déterminer et évaluer la répartition spatiale des charges qui découle de ces défauts, et contrarie les propriétés fonctionnelles au niveau des interfaces et des surfaces. Le projet EPOFO cherchait à éclaircir l'impact sur les processus de relaxation des défauts structurels, des déficits en oxygène et de la répartition spatiale des charges. Les chercheurs ont évalué plusieurs techniques de microscopie électronique en transmission (MET) pour étudier des facteurs importants contrôlant le comportement des systèmes de nanoparticules d'oxydes fonctionnels et de structures mixtes en couches minces. Ils ont utilisé des calculs théoriques pour analyser de manière approfondie les données obtenues par MET. On sait que la fonction catalytique des nanoparticules dépend directement des sites actifs en surface qui participent à la réaction. Grâce à la MET et à la spectroscopie par perte d'énergie des électrons, les scientifiques ont caractérisé la surface de catalyseurs à structure d'oxyde de type perovskite, dont les mécanismes de réaction étaient encore inconnus. Ils ont conduit une analyse par théorie de la fonctionnelle de densité, obtenant des informations importantes vu que ces catalyseurs sont les meilleures options pour remplacer les catalyseurs classiques utilisant des métaux coûteux. Le projet a aussi obtenu des résultats concernant le manque de contrainte élastique pour avoir un fort couplage magnétoélectrique à l'interface d'un système d'oxyde fonctionnel ferroélectrique et ferromagnétique. Les résultats ont cependant confirmé une activité chimique suffisante entre les deux oxydes pour permettre de synthétiser des interfaces complexes. Le projet EPOFO a contribué à optimiser les futures structures d'oxydes de synthèse, qui pourraient être utilisées dans de futurs dispositifs. Le contrôle de ces structures à l'échelle nanométrique pourrait contribuer à étudier plus avant leur vitesse de commutation.
Mots‑clés
Oxydes fonctionnels, vitesse de commutation, processus de relaxation, surfaces actives, sondage électronique
