Publicação

Manganite thin films deposited on piezoelectric substrates

Detalhes bibliográficos
Resumo:	O interesse crescente em conseguir controlar a magnetização de materiais magnéticos através de campos eléctricos, para aplicações em spintrónica, levou ao desenvolvimento de compósitos magnetoeléctricos com diversas geometrias e composiçoes. Entre estas estruturas compósitas encontram-se os lmes nos de manganites com magnetorresistência colossal depositados sobre substratos piezoeléctricos. Estas estruturas permitem, por um lado, tirar partido do facto de as manganites com magnetorresistência colossal serem particularmente sensíveis aos efeitos de deformação e, por outro, da possibilidade de controlar de maneira reversível a deformação imposta aos lmes e, consequentemente, a sua magnetização, por meio da utilização de substratos piezoeléctricos. Neste trabalho, lmes nos da manganite ferromagnética e metálica La0:67Sr0:33MnO3 (LSMO), com alta largura de banda, e da manganite com ordenamento de carga e baixa largura de banda Pr0:50Ca0:50MnO3 (PCMO) foram depositados em substratos cristalinos piezoeléctricos de LiNbO3 e 0.68Pb(Mg1=3Nb2=3)O3 0.32PbTiO3 (PMN-PT). Foi feita uma caracterização detalhada das suas propriedades estruturais, magnéticas e de transporte eléctrico. Os lmes de LSMO depositados sobre LiNbO3 eram fortemente orientados, com uma direcção preferencial de crescimento (111) pseudocúbica. Veri cou-se, nos lmes, uma transição paramagnética-ferromagnética, com temperaturas de Curie entre 265 K e 360 K, e resistividades eléctricas de baixa temperatura na gama 0:15 0 4:5 .cm. Nestas amostras veri cou-se que a temperatura de deposição afectou as propriedades dos lmes produzidos, no sentido em que um aumento da temperatura de deposição de 600 C para 690 C aumentou a temperatura de Curie de 265 K para 330 K e originou um comportamento metálico. O comportamento da magnetorresistência variou com o aumento da temperatura de deposição, tendo-se observado a supressão da acentuada magnetorresistência de baixo campo. Esta tinha um valor aproximado de -15%, e tinha surgido no lme depositado a 600 C devido ao efeito túnel através das fronteiras de grão, que é dependente do spin. Isto foi também observado nas medidas de magnetorresistência anisotrópica. Nos lmes nos de LSMO sobre substratos ferroeléctricos de PMN-PT do tipo relaxor , foi observado um crescimento com orientação pseudocúbica (001). Foram também observados pequenos incrementos na magnetização abaixo da temperatura de Curie TC = 340 K. Veri cou-se uma correlação entre estas variações na magnetização dos lmes e variações na constante dieléctrica dos substratos, o que sugere um acoplamento magnetoeléctrico. A resistência eléctrica dos lmes foi medida em função do campo eléctrico aplicado ao substrato, o que mais uma vez mostrou um acoplamento através da deformação piezoeléctrica. A maior taxa de variação da resistência obtida foi de 10 /V. Este valor foi medido na zona de baixo campo eléctrico, i.e., onde a deformação é reversível. Os lmes nos de PCMO depositados sobre LiNbO3, orientados segundo c, possuíam também uma orientação (111) pseudocúbica. O seu parâmetro de rede variou sistematicamente com a sua espessura. A fase com ordenamento de carga foi estabilizada nestes lmes e a temperatura TCO a qual ela ocorreu encontrava-se na gama 210 TCO 240 K. Para além disso, TCO aumentou com o decréscimo da espessura dos lmes, devido a deformação epitaxial induzida pelo seu crescimento. A magnetorresistência do PCMO depositado num substrato de LiNbO3 orientado segundo c foi medida numa unidade de campos magnéticos pulsados. Foi observada uma transição de uma fase metálica com cargas desordenadas, para uma fase isoladora com ordenamento de carga. Esta transição ocorreu a um campo crítico H c = 2:3 T a temperatura de 200 K, numa medida efectuada em campo magnético decrescente. Finalmente, os lmes nos de PCMO depositados em PMN-PT eram orientados, com uma orientação preferencial de crescimento (001) pseudocúbica. Foi observado o controlo piezoeléctrico da resistência eléctrica. A taxa de variação da resistência eléctrica dos lmes foi de 11 /V na região reversível da curva de deformação em função do campo eléctrico aplicado.
Autores principais:	Gomes, Isabel Alexandra Domingues Tarroso
Ano:	2013
País:	Portugal
Tipo de documento:	tese de doutoramento
Tipo de acesso:	acesso restrito
Instituição associada:	Universidade do Minho
Idioma:	inglês
Origem:	RepositóriUM - Universidade do Minho

Descrição
Resumo:	O interesse crescente em conseguir controlar a magnetização de materiais magnéticos através de campos eléctricos, para aplicações em spintrónica, levou ao desenvolvimento de compósitos magnetoeléctricos com diversas geometrias e composiçoes. Entre estas estruturas compósitas encontram-se os lmes nos de manganites com magnetorresistência colossal depositados sobre substratos piezoeléctricos. Estas estruturas permitem, por um lado, tirar partido do facto de as manganites com magnetorresistência colossal serem particularmente sensíveis aos efeitos de deformação e, por outro, da possibilidade de controlar de maneira reversível a deformação imposta aos lmes e, consequentemente, a sua magnetização, por meio da utilização de substratos piezoeléctricos. Neste trabalho, lmes nos da manganite ferromagnética e metálica La0:67Sr0:33MnO3 (LSMO), com alta largura de banda, e da manganite com ordenamento de carga e baixa largura de banda Pr0:50Ca0:50MnO3 (PCMO) foram depositados em substratos cristalinos piezoeléctricos de LiNbO3 e 0.68Pb(Mg1=3Nb2=3)O3 0.32PbTiO3 (PMN-PT). Foi feita uma caracterização detalhada das suas propriedades estruturais, magnéticas e de transporte eléctrico. Os lmes de LSMO depositados sobre LiNbO3 eram fortemente orientados, com uma direcção preferencial de crescimento (111) pseudocúbica. Veri cou-se, nos lmes, uma transição paramagnética-ferromagnética, com temperaturas de Curie entre 265 K e 360 K, e resistividades eléctricas de baixa temperatura na gama 0:15 0 4:5 .cm. Nestas amostras veri cou-se que a temperatura de deposição afectou as propriedades dos lmes produzidos, no sentido em que um aumento da temperatura de deposição de 600 C para 690 C aumentou a temperatura de Curie de 265 K para 330 K e originou um comportamento metálico. O comportamento da magnetorresistência variou com o aumento da temperatura de deposição, tendo-se observado a supressão da acentuada magnetorresistência de baixo campo. Esta tinha um valor aproximado de -15%, e tinha surgido no lme depositado a 600 C devido ao efeito túnel através das fronteiras de grão, que é dependente do spin. Isto foi também observado nas medidas de magnetorresistência anisotrópica. Nos lmes nos de LSMO sobre substratos ferroeléctricos de PMN-PT do tipo relaxor , foi observado um crescimento com orientação pseudocúbica (001). Foram também observados pequenos incrementos na magnetização abaixo da temperatura de Curie TC = 340 K. Veri cou-se uma correlação entre estas variações na magnetização dos lmes e variações na constante dieléctrica dos substratos, o que sugere um acoplamento magnetoeléctrico. A resistência eléctrica dos lmes foi medida em função do campo eléctrico aplicado ao substrato, o que mais uma vez mostrou um acoplamento através da deformação piezoeléctrica. A maior taxa de variação da resistência obtida foi de 10 /V. Este valor foi medido na zona de baixo campo eléctrico, i.e., onde a deformação é reversível. Os lmes nos de PCMO depositados sobre LiNbO3, orientados segundo c, possuíam também uma orientação (111) pseudocúbica. O seu parâmetro de rede variou sistematicamente com a sua espessura. A fase com ordenamento de carga foi estabilizada nestes lmes e a temperatura TCO a qual ela ocorreu encontrava-se na gama 210 TCO 240 K. Para além disso, TCO aumentou com o decréscimo da espessura dos lmes, devido a deformação epitaxial induzida pelo seu crescimento. A magnetorresistência do PCMO depositado num substrato de LiNbO3 orientado segundo c foi medida numa unidade de campos magnéticos pulsados. Foi observada uma transição de uma fase metálica com cargas desordenadas, para uma fase isoladora com ordenamento de carga. Esta transição ocorreu a um campo crítico H c = 2:3 T a temperatura de 200 K, numa medida efectuada em campo magnético decrescente. Finalmente, os lmes nos de PCMO depositados em PMN-PT eram orientados, com uma orientação preferencial de crescimento (001) pseudocúbica. Foi observado o controlo piezoeléctrico da resistência eléctrica. A taxa de variação da resistência eléctrica dos lmes foi de 11 /V na região reversível da curva de deformação em função do campo eléctrico aplicado.