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Manipulating the coupling in multi-ferroic thin Films

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Nuevos materiales y dispositivos magnetoeléctricos

Investigadores financiados por la Unión Europea desarrollaron herramientas para la caracterización del acoplamiento magnetoeléctrico así como nuevos materiales que podrían permitir el desarrollo de una nueva generación de dispositivos electrónicos multifuncionales.

Tecnologías industriales

Los materiales multiferroicos (MF) son aquellos que presentan más de una propiedad ferroica simultáneamente. Típicamente, el término se refiere a materiales que presentan tanto propiedades ferromagnéticas (FM) como ferroeléctricas (FE), es decir, que pueden magnetizarse de forma reversible en presencia de un campo magnético o polarizarse de forma reversible en presencia de un campo eléctrico. Los MF son poco frecuentes, y aún menos los MF que presentan acoplamiento entre parámetros magnéticos y eléctricos, es decir, acoplamiento magnetoeléctrico (ME). En otras palabras, es posible controlar la fase magnética con un campo eléctrico aplicado o bien controlar la polarización con un campo magnético aplicado. En particular, los materiales monofase de películas finas de MF están destinados a desempeñar un papel importante en el desarrollo de nuevos dispositivos ME, pero la física que subyace al acoplamiento ME todavía no se comprende plenamente. Investigadores europeos se propusieron mejoran el potencial de los dispositivos eléctricos mediante el proyecto Macomufi («Manipulación del acoplamiento en películas finas multiferroicas»). Específicamente, intentaron lograr el ajuste eléctrico de la resonancia FM de filtros de radiofrecuencia y de dispositivos de onda de espín magnética (MSW). Los investigadores utilizaron métodos no lineales para investigar el acoplamiento ME, desarrollaron nuevos materiales y compuestos MF para su aplicación como películas finas y también nuevas herramientas para caracterizar la estructura de las películas finas MF. El titanato de bario (BaTiO3) es un FE bien conocido cuyas propiedades no pueden llevar a un comportamiento MF del compuesto mismo. No obstante, el equipo del proyecto Macomufi demostró que el campo eléctrico inducido en el BaTiO3 a temperatura ambiente inducía una polarización magnética en determinadas películas finas de nanocompuestos MF. Los resultados del proyecto Macomufi podrían acelerar el desarrollo de nuevos dispositivos ME en Europa, con el primer enfoque sistemático basado en conocimientos para evaluar el rendimiento, medir y caracterizar los comportamientos MF y el acoplamiento ME en películas finas monofase. La comercialización de nuevos dispositivos compactos con múltiples funcionalidades, menor consumo de energía y menor coste, podría colocar a la UE en una posición líder en el creciente mercado global de los materiales ME-MF.

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