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Efeito magnetoelétrico em óxidos de titânio antiferromagnéticos; Magnetoelectric Effect in Antiferromagnetic Titanium Oxide

Moraes, Leandro Aparecido Stepien de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 27/04/2015 PT
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26.6%
Materiais que apresentam um acoplamento entre as propriedades elétricas e magnéticas, conhecidos como magnetoelétricos, estão despertando a atenção da comunidade acadêmica nos últimos anos principalmente devido ao seu grande potencial tecnológico no desenvolvimento de materiais multifuncionais. Sendo um maior esforço concentrado na obtenção de novos materiais multiferróicos, que são aqueles que possuem duas ou mais ordens ferróicas, em especial os que apresentam ferroeletricidade e ferromagnetismo. Este trabalho tem como objetivo uma investigação das propriedades dielétricas e magnéticas de um grupo de materiais ainda pouco estudado a fim de se compreender os mecanismos responsáveis pelo efeito magnetoelétrico, de forma a contribuir com a pesquisa nessa área. As amostras estudadas são os óxidos de titânio e cromo Nd(1-x)A(x)CrTiO5 (A=Y, La) e GdCrTiO5, todos na forma de cerâmicas policristalinas monofásicas. Foram discutidas de que forma a diluição da subrede magnética do neodímio afeta o caráter magnetoelétrico observado nesse material e qual a importância de cada uma das subredes (Nd3+/Gd3+ e Cr3+) nas propriedades dielétricas e magnéticas. Verificamos que o efeito magnetoelétrico é sensível a variações na rede do Nd3+. Entretanto...

Síntese e caracterização de filmes finos de ferrita de bismuto dopados com cálcio visando aplicação em memórias de múltiplos estados

Costa, Lucas Eduardo Vieck
Fonte: Universidade Estadual Paulista (UNESP) Publicador: Universidade Estadual Paulista (UNESP)
Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso Formato: 61 f.
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36.6%
The increasing demand for electro-electronic devices, with high performance and multi-functional and the rapid advances of the nanotechnology require the development of new methods and techniques for the production and characterization of nanostructure materials and phenomenological models to describe/to predict some of its properties. The demand for multifunctionality requires, at least, new materials, that can integrate ferroelectric and magnetic properties of high technological interest. Inside of this context, multiferroics material can be considered suitable to integrate two or more physical properties of high technological interest. It can also provides new challenges in the processes of synthesis of new materials, and development of new devices with controlling and simulation of its physical properties and modeling. For this Calcium (Ca)-doped bismuth ferrite (BiFeO3) thin films prepared by using the polymeric precursor method (PPM) were characterized by X-ray diffraction (XRD), field emission gun scanning electron microscopy (FEG-SEM), transmission electron microscopy (TEM), polarization and piezoelectric measurements.In order to study the behavior and determine which are the most important parameters to achieve the optimal property to be applied to a multiferroic materials; A contínua e crescente demanda por dispositivos eletro-eletrônicos...

Estudo da estrutura local da família RMn2O5 (R=Bi, Tb, Gd, Pr); Local structure study of the family RMn205 (R=Bi, Tb, Gd,Pr)

Gilberto Fernandes Lopes Fabbris
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 14/12/2009 PT
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26.87%
Materiais multiferróicos apresentam pelo menos duas propriedades ferróicas na mesma temperatura: (anti) ferroeletricidade, (anti) ferromagnetismo, ou ferroelasticidade. Esses materiais têm atraído grande atenção da comunidade científica nos últimos anos devido às suas potenciais aplicações e ao complexo acoplamento entre suas propriedades, o que ainda não é bem compreendido. Neste trabalho, nos concentramos nos materiais multiferróicos da família RMn2O5, que possuem estrutura ortorrômbica com grupo espacial Pbam. Nestes compostos, a transição antiferromagnética acontece a ~40K e a ferroelétrica em torno de 39K para todos os membros da família. A ferroeletricidade vista nesse material é incompatível com o centro de simetria existente no grupo espacial Pbam. Resultados de EXAFS para o composto TbMn2O5 existentes na literatura indicam uma distribuição bimodal de Tb-O na primeira camada de coordenação. Este desdobramento da primeira camada de coordenação independe da temperatura e indica uma possível variação do grupo espacial Pbam. Tais resultados nos motivaram a empreender o estudo da estrutura local da família RMn2O5 a fim de entendermos a correlação entre a estrutura local e a natureza do íon R. Medidas do espectro de XAFS como função da temperatura foram realizadas na linha XAFS2 do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). Foram realizadas varreduras na borda K do Mn e em torno da borda L3 dos íons R (Bi...

Estudo teórico de sistemas de elétrons fortemente correlacionados : aplicação aos multiferróicos; Theoretical study of strongly correlated electron systems : application to multiferroics

Cesar José Calderon Filho
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 04/03/2011 PT
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26.97%
Na física da materia condensada, o estudo de sistemas de eletrons fortemente correlacionados é, com certeza, um dos problemas mais interessantes tanto do ponto de vista experimental como teórico, e são estes materiais que tem sido utilizados recentemente em aplicações tecnológicas. Destes compostos, os multiferroicos apresentam um conjunto de propriedades físicas muito rico. Estes materiais apresentam pelo menos duas das seguintes correlações de longo alcance: (anti)ferromagnetismo, ferroelasticidade e ferroeletricidade. Porém, as transições não precisam ser necessariamente correlacionadas, mas quando são, estas ocorrem simultaneamente, e o efeito magnetoelétrico pode ser induzido por campo. Neste trabalho, foram desenvolvidos cálculos numéricos que simulam o acoplamento magnetoelétrico presente nos multiferróicos minimizando a energia através da técnica de Monte Carlo. Foram desenvolvidos dois modelos muito simples. O primeiro modelo acopla uma rede de Ising 2D com spin 1/2 com uma rede de dipolos elétricos tambem 2D; este acoplamento e tal que a mudança de direção de um dado spin reorienta uma dada componente perpendicular do dipolo elétrico vizinho a este mesmo spin. Assim, para este primeiro modelo, as transições de fase das redes elétrica e magnetica ocorrem na mesma temperatura...

Sondando o acoplamento magnetoelástico e magnetoelétrico em novos materiais magnetoresistentes e multiferróicos através de interações dos raios-x com a matéria; Investigating the magnetoelastic and magnetoeletric coupling in magnetoresistent and multiferroic materials through X-ray interaction with matter

Carla Azimonte Bottan
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 08/05/2009 PT
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26.91%
Nesta tese de doutorado empregamos a união de diferentes técnicas com intuito de estudar as correlações entre as propriedades magnéticas, elétricas e cristalinas em alguns óxidos de metais de transição de interesse atual. Dentre eles se encontram os compostos da família das perovskitas duplas A2FeReO6 (A = Ba, Ca) e o multiferróico DyMn2O5. Esses materiais apresentam extraordinário potencial para aplicações e otimizações de novos dispositivos baseados nos materiais parentes ferroelétricos e ferromagnéticos. Realizamos medidas de dicroísmo circular magnético de raios-x, difração de raios-x e magnetização-dc. Esses dados, conjuntamente com resultados prévios de difração de nêutrons e cálculos de teoria de banda, mostraram um incipiente ordenamento orbital no sistema meiometal Ba2FeReO6, onde os elétrons de condução se encontram na fronteira da transição metalisolante. Para o composto Ca2FeReO6, a união dessas técnicas nos proporcionou um maior entendimento sobre a transição metal-isolante (TMI ~ 150 K), levando à proposta de um mecanismo até então nunca descrito para uma transição deste tipo, onde há competição entre um estado colinear otimizando a interação de Dupla Troca e um estado não colinear e localizado estabilizado pela energia magnetocristalina do Re. No multiferróico DyMn2O5...

Study of multiferroic materials; Estudo de materiais multiferroicos

Figueiras, Fábio Gabriel Nazário
Fonte: Universidade de Aveiro Publicador: Universidade de Aveiro
Tipo: Tese de Doutorado
ENG
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57.16%
The present PhD work aims the research and development of materials that exhibit multiferroic properties, in particular having a significant interaction between ferromagnetism and ferroelectricity; either directly within an intrinsic single phase or by combining extrinsic materials, achieving the coupling of properties through mechanic phenomena of the respective magnetostriction and piezoelectricity. These hybrid properties will allow the cross modification of magnetic and electric polarization states by the application of cross external magnetic and/or electric fields, giving way to a vast area for scientific investigation and potential technological applications in a new generation of electronic devices, such as computer memories, signal processing, transducers, sensors, etc. Initial experimental work consisted in chemical synthesis of nano powders oxides by urea pyrolysis method: A series of ceramic bulk composites with potential multiferroic properties comprised: of LuMnO3 with La0.7Sr0.3MnO3 and BaTiO3 with La0.7Ba0.3MnO3; and a series based on the intrinsic multiferroic LuMn1-zO3 phase modified with of Manganese vacancies. The acquisition of a new magnetron RF sputtering deposition system, in the Physics Department of Aveiro University...

Measurement and modeling of hyperfine properties in ferroic materials; Medida e modelização de propriedades hiperfinas em materiais ferróicos

Gonçalves, João Nuno Santos
Fonte: Universidade de Aveiro Publicador: Universidade de Aveiro
Tipo: Tese de Doutorado
ENG
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36.6%
This thesis presents the results of perturbed angular correlation (PAC) experiments , an experimental technique which measures the hyperfine interaction at probes (radioactive ions implanted in the materials to study), from which one infers local information on an atomic scale. Furthermore, abinitio calculations using density functional theory electronic obtain results that directly complement the experiments, and are also used for theoretical research. These methods were applied in two families of materials. The manganites, with the possible existence of magnetic, charge, orbital and ferroelectric orders, are of fundamental and technological interest. The experimental results are obtained in the alkaline-earth manganites (Ca, Ba, Sr), with special interest due to the structural variety of possible polymorphs. With probes of Cd and In the stability of the probe and its location in a wide temperature range is established and a comparison with calculations allows the physical interpretation of the results. Calculations of hyperfine properties in rare-earth manganites are also presented. The second type of materials in which hyperfine properties were studied are the Manganese pnictides: MnAs, MnSb, and MnBi, compounds in which magnetism is fundamental. The experimental results obtained mainly consider the MnAs compound...

Modelização e estudo experimental de óxidos multiferróicos

Fenta, Abel Eduardo Silva
Fonte: Universidade de Aveiro Publicador: Universidade de Aveiro
Tipo: Dissertação de Mestrado
POR
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26.3%
Mestrado em Engenharia Física

Multifunctional films from porous matrices; Filmes multifuncionais a partir de matrizes porosas

Silva, Carla Florbela Ferreira Pinto da
Fonte: Universidade de Aveiro Publicador: Universidade de Aveiro
Tipo: Dissertação de Mestrado
ENG
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37.36%
Multiferroic materials, that exhibit both ferroelectric and ferromagnetic properties, have attracted considerable interest in the scientific community due to its potential for novel applications in electronic devices as well as for physics and materials science underlying its multifunctionality. In multiferroic composites, the coupling magnetoelectric is due to elastic interaction between ferromagnetic and ferroelectric phases caused by the piezoelectric and magnetostrictive effect. The strategy of this work encompass: i) the preparation of porous thin films of ferroelectric barium titanate; ii) the synthesis of magnetic nanoparticles to be incorporated in the previous porous films and iii) the functionalization of the ferroelectric porous matrix aiming to fabricate multiferroic nano composite. The composite system BaTiO3-CoFe2O4 was chosen due to the piezoelectricity of BaTiO3, thus allowing strong elastic interaction between the two phases, and good magnetostriction of CoFe2O4. For materials synthesis, easy, environmental friendly and cost effective methodologies were adopted: i) evaporation induced selfassembly (EISA) assisted by dip-coating to prepare porous ferroelectric matrix; ii) hydrothermal synthesis to prepare magnetic nanoparticles and iii) electrophoretic deposition for functionalization. The BaTiO3 thin films were obtained using polystyrene-poly(ethylene oxide) block co-polymer (PS-b-PEO) as template to create porosity. The effect of a polymer with different molecular weights (Mw) in the creation of porosity...

Synthesis and characterization of magnetoelectric/multiferroic ceramics; Síntese e caracterização de cerâmicos magnetoeléctricos/multiferróicos

Medeiros, Marco Sílvio Assamo
Fonte: Universidade de Aveiro Publicador: Universidade de Aveiro
Tipo: Dissertação de Mestrado
ENG
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37.12%
Materiais magnetoelétricos e multiferróicos que exibem simultaneamente propriedades ferroelétricas e ferromagnéticas, têm suscitado um crescente interesse na comunidade científica para o desenvolvimento de materiais multifuncionais. Neste trabalho pretendeu-se fabricar materiais cerâmicos multiferroicos e realizar um estudo do acoplamento entre propriedades magnéticas e as propriedades piezoelétricas/ferroelétricas dos compósitos. Assim, foram realizados estudos sobre a síntese das hexaferrites (BaFe12O19, SrFe12O19, Ba3Co2Fe24O41 e Sr3Co2Fe24O41), com diferentes temperaturas de reacção e diferentes métodos de preparação: reação de estado sólido, co-precipitação, sol-gel e combustão de citratos. De seguida, foram preparados compósitos de hexaferrites e piezoelétricos, nomeadamente BaTiO3 e K0.5Na0.5NbO3 (KNN), foram realizadas as prensagens: uniaxial e isostática a frio. A densidade relativa obtida após a sinterização foi 85% da densidade teórica nos compósitos com BaTiO3 e 81% nos compósitos com KNN. Foram efetuadas medições magnéticas, nomeadamente por microscópia de força magnética e magnetometria por vibração de amostra, e medições piezoelétricas, por microscópia de força piezoelétrica. Em alguns compósitos foi detetada a inter-difusão de átomos do bário e estrôncio produzindo várias fases secundárias diminuindo o efeito piezoelétrico. As medições magnéticas mostraram que os compósitos com ferrites duras (BaFe12O19 e SrFe12O19) formaram um ciclo de histerese com maior área do que os compósitos com ferrites macias (Ba3Co2Fe24O41 e Sr3Co2Fe24O41). Alguns compósitos demonstram acoplamento magnetoelétrico significativo.; Magnetoelectric and multiferroic materials that exhibit both ferroelectric and ferromagnetic properties...

Multiferroic behaviour of bismuth ferrite porous thin films; Comportamento multiferroico de filmes finos porosos de ferrite de bismuto

Skiadopoulou, Styliani
Fonte: Universidade de Aveiro Publicador: Universidade de Aveiro
Tipo: Dissertação de Mestrado
ENG
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26.94%
An enormous contribution in the scientific community of material engineering is being made by the exceptionally rapid evolution of the field of multifunctional materials. Multiferroics combine simultaneously at least two of the three ferroic properties: ferroelectricity, ferromagnetism and ferroelasticity. Magnetoelectric multiferroics’ ability of magnetic field manipulation via electric fields or vice versa can be extremely promising for information storage applications, leading to thinner, as well as flexible devices, with significantly high energetic efficiencies and elevated capacities. The aim of this work is the preparation and characterization of bismuth ferrite porous thin films, having as further objective to be able to serve as matrices for future functionalization. The strategy of this work consists of: a) dense film preparation with varying deposition velocities, b) porous film preparation with varying solution template quantities, inorganic precursor concentration and deposition velocities. Annealing temperature studies were also required, for the obtainment of the desired properties and control of microstructure. The methodologies for the film preparation in use were: a) sol-gel process, b) Evaporation Induced Self-Assembly (EISA)...

Síntese e caracterização de perovesquites do sistema BiFeO3

Carvalho, Teresa Maria Tranchete de
Fonte: Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro Publicador: Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro
Tipo: Dissertação de Mestrado
POR
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36.79%
Dissertação de Mestrado em Física e Química para o Ensino, apresentada à Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro; Os materiais multiferróicos, como o caso do BiFeO3, são bastante promissores em termos tecnológicos, possuindo uma potencial aplicação em sensores, memórias não voláteis e actuadores. A perovesquite BiFeO3 apresenta vantagens relativamente a outros compostos multiferróicos: elevada temperatura de Curie (TC=1100 K); elevada temperatura de Néel (TN=640 K); não contém chumbo na sua composição. No entanto a fase pura de BiFeO3 é difícil de sintetizar, formando simultaneamente diversas fases secundárias como Bi2O3, Bi2Fe4O9 e Bi25FeO39. Neste trabalho sintetizaram-se cerâmicos maciços de BiFeO3 através do método sol-gel com combustão de ureia, partindo de uma mistura estequiométrica de Bi2O3 e Fe2O3. O pó obtido foi calcinado a diferentes temperaturas (300-840ºC) e diferentes tempos (1-64 horas) para investigar quais as melhores condições de síntese do material. O material obtido foi analisado por termogravimetria, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, difracção de raios X, microscopia electrónica de varrimento e microscopia electrónica de transmissão. Investigaram-se também os efeitos da dopagem de lantânio na estrutura cristalina...

Espectroscopia Mössbauer e refinamento estrutural no sistema cerâmico isomórfico (alfa-Fe2O3)-(alfa-Al2O 3)

Moreto,J. A.; Szmoski,R. M.; Cótica,L. F.; Paesano Jr,A.; Santos,I. A.; Cunha,J. B. M. da
Fonte: Associação Brasileira de Cerâmica Publicador: Associação Brasileira de Cerâmica
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/06/2007 PT
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16.79%
Os multiferróicos são materiais em que duas ou três propriedades tais como ferroeletricidade, ferromagnetismo e ferroelasticidade são observadas em uma mesma fase. Em particular, os multiferróicos magnetoelétricos representam os materiais que são simultaneamente (anti)ferromagnéticos e ferroelétricos, com ou sem ferroelasticidade. Especificamente, o sistema hematita (alfa-Fe2O3)-alumina (alfa-Al2O3) tem sido estudado, principalmente devido às suas potencialidades para aplicações em metalurgia e como catalisador na síntese de amônia. Contudo, compostos deste sistema também podem apresentar efeitos magnetoelétricos. Neste trabalho um estudo estrutural do composto (alfa-Fe2O3)0,25(alfa-Al2O 3)0,75 submetido à moagem em altas energias e tratamento térmico pós-moagem é apresentado. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X, refinamento estrutural Rietveld e espectroscopia Mössbauer. A determinação e identificação das fases cristalográficas, parâmetros de rede e volume de celas unitárias nas amostras moída e tratada termicamente permitiu verificar as mudanças dos parâmetros, a formação de espinélios e possíveis deformações relativas advindas do processo de moagem em altas energias.

Síntese e caracterização do sistema multiferróico PZT-BaM

Portugual, Roney Junio de
Fonte: Universidade Federal de Uberlândia Publicador: Universidade Federal de Uberlândia
Tipo: Dissertação
POR
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26.65%
Neste trabalho foram investigadas as propriedades ferroelétricas, elétricas e dielétricas de materiais multiferróicos a base de Pb(ZryTi1-y)O3 (y = 0.65) obtidas pelo método cerâmico convencional, conhecido comunemente como reação de estado sólido. Os sistemas Pb(Zr0.65Ti0.35)O3 (PZT) e BaFe12O19 (BaM) foram sintetizados separadamente. Em seguida, foram misturados em proporções estequiométricas com o intuito de obter as amostras de compósitos cerâmicos PZT(1-x)BaMx. Medidas preliminares, contemplando o estudo de propriedades térmicas e estruturais, foram inicialmente realizadas a fim de confirmar as fases formadas, tanto nos sistemas puros (PZT e BaM) quanto nos compósitos, mediante o uso das técnicas Análise Térmicas Diferencial (ATD) e Difração de raios-X (DRX), respectivamente. Foram preparadas, quatro séries de compostos multiferróicos de PZT(1-x)BaMx, segundo a relação x = 0, 0.03, 0.04 e 0.05. Como complemento, uma amostra de BaM pura foi incluída na análise com o intuito de avaliar as propriedades condutoras e sua influência direta nas propriedades dielétricas das quatro composições estudadas. As fases ferroelétricas (do PZT) e ferrimagnéticas (da BaM) foram comprovadas para toda a série de composições analisadas. As propriedades dielétricas e condutivas foram investigadas em uma ampla faixa de frequência e temperatura...

Búsqueda de nuevos materiales termoeléctricos, dieléctricos y multiferroicos basados en óxidos mixtos y en híbridos orgánicos-inorgánicos

Pato Doldán, Breogán
Fonte: Universidade da Coruña Publicador: Universidade da Coruña
Tipo: Tese de Doutorado
SPA
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26.3%
[Resumen] Esta tesis doctoral tiene por objetivo el desarrollo de nuevos materiales, basados en óxidos mixtos o en híbridos orgánicos-inorgánicos, que presenten propiedades termoeléctricas, dieléctricas y magnéticas que permitan su uso en diversos dispositivos funcionales. En la primera parte describimos la preparación de los compuestos ACo2+xRu4-xO11 (A = Ba+2, Sr+2; 0=x=0.5), su estructura y sus propiedades termoeléctricas. Estos compuestos muestran valores de resistividad eléctrica en torno a los 10-5 Om, y su coeficiente Seebeck varía desde 1 µVK-1 (T = 100 K) a 20 VK-1 (T = 450 K). El compuesto BaCo2Ru4O11 presenta el mayor valor del factor de potencia a 300 K (0.20 µWK-2cm-1). En la segunda parte estudiamos la estructura y las propiedades dieléctricas y magnéticas de la familia de compuestos con fórmula [AminaH][M(HCOO)3]. De los resultados obtenidos, tenemos que destacar que describimos por primera vez la transición estructural y dieléctrica del compuesto [(CH3)2NH2][Mg(HCOO)3] (T ~ 270 K), muy próxima a temperatura ambiente, lo cual es muy interesante por sus posibles aplicaciones prácticas; profundizamos en el estudio de la relación entre la estructura y las propiedades dieléctricas y magnéticas de la familia de compuestos [(CH3)2NH2][M(HCOO)3 (M= Fe2+...

Síntese e caracterização de materiais cerâmicos e filmes finos multiferróicos para aplicação em sensores e atuadores

Carvalho, Teresa Maria Tranchete de
Fonte: Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro Publicador: Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro
Tipo: Tese de Doutorado
POR
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57.35%
Tese de Doutoramento em Ciências Físicas; Os materiais multiferroicos têm potenciais aplicações tecnológicas em dispositivos eletrónicos como memórias, sensores e atuadores. Uma das caraterísticas mais interessantes dos multiferroicos é a possibilidade de fabrico de memórias com quatro formas de escrita/leitura. De entre estes materiais destaca-se a importância de sistemas que exibem acoplamento entre as propriedades ferroelétricas e ferromagnéticas, denominados magnetoelétricos. Os materiais multiferroicos são escassos, sendo que o óxido de bismuto e ferro é o único com propriedades multiferróicas à temperatura ambiente. A sua aplicação na indústria depende da resolução de alguns problemas, como a formação de fases secundárias e a elevada corrente de fuga. Uma solução para estes problemas consiste na substituição parcial do bismuto por lantanídeos e do ferro por outros metais de transição. Neste trabalho foram produzidos cerâmicos e filmes finos do sistema multiferroico Bi1-xLaxFe1-yMnyO3 sendo estes materiais caraterizados sob o ponto de vista estrutural, elétrico e magnético. A síntese das diferentes composições do sistema Bi1-xLaxFe1-yMnyO3 foi realizada por dois métodos, sol-gel com combustão de ureia e co precipitação. Os cerâmicos com as composições x≥0.20 exibem uma estrutura ortorrômbica...