Τμήμα Φυσικής
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών

2020-07-28

2020

Βερτσιώτη Γεωργία

1) Δημοσθένης Σταμόπουλος, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τμήμα Φυσικής, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
2) Shujun Zhang, Καθηγητής, Institute of Superconducting & Electronic Materials, Australian Institute of Innovative Materials, UoW, Australia
3) Μιχαήλ Πίσσας, Διευθυντής Ερευνών, Ινστιτούτο Νανοεπιστήμης και Νανοτεχνολογίας, ΕΚΕΦΕ ‘Δημόκριτος’
4) Νικόλαος Στεφάνου, Καθηγητής, Τμήμα Φυσικής, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
5) Ιωάννα Ζεργιώτη, Καθηγήτρια, Σχολή Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο
6) Κωνσταντίνα Μεργιά, Διευθύντρια Ερευνών, Ινστιτούτο Πυρηνικών και Ραδιολογικών Επιστημών και Τεχνολογίας, Ενέργειας και Ασφάλειας, ΕΚΕΦΕ ‘Δημόκριτος’
7) Αντώνιος Παπαθανασίου, Επίκουρος Καθηγητής, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών

Piezoelectric/ferromagnetic hybrid nanostructures: bidirectional control of their properties by means of the heteroconjugate, externally applied fields

Αγγλικά
Ελληνικά

Πιεζοηλεκτρικές/σιδηρομαγνητικές υβριδικές νανοδομές: αμφίδρομος έλεγχος των ιδιοτήτων τους από τα ετεροσυζυγή, εξωτερικά εφαρμοζόμενα πεδία

Τις τελευταίες δεκαετίες, υβριδικά συστήματα ετερόκλητων συστατικών έχουν κερδίσει την προσοχή της διεθνούς ερευνητικής κοινότητας λόγω των καινοτόμων συνδιαστικών ιδιοτήτων τους. Υβρίδια πιεζοηλεκτρικών και σιδηρομαγνητικών υλικών κατάλληλης νανοδόμησης επιτρέπουν τον έλεγχο των πιεζοηλεκτρικών και των μαγνητικών ιδιοτήτων από το συζυγές αντίστοιχο εξωτερικά εφαρμοζόμενο πεδίο, μαγνητικό Hεξ και ηλεκτρικό Εεξ. Εδώ, παρουσιάζουμε συστηματικά αποτελέσματα για σειρές δειγμάτων δύο διαφορετικών πιεζοηλεκτρικών/σιδηρομαγνητικών νανοδομών οι οποίες μελετήθηκαν με μία πληθώρα πειραματικών τεχνικών: (i) σιδηρομαγνητικά νανοϋμένια Co (πάχους 30-50 nm) σε επαφή με ογκικό πιεζοηλεκτρικό μονοκρύσταλλο Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.30PbTiO3 (PMN-PT) και (ii) σιδηρομαγνητικά νανοσωματίδια Fe3O4 (διαμέτρου 50-100 nm) διεσπαρμένα σε ογκική πιεζοηλεκτρική μήτρα Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 (PZT). Σχετικά με την πρώτη τοπολογία, Co/PMN-PT/Co, σε ισόθερμες μετρήσεις της μαγνήτισης, m(Hεξ,Εεξ)|Τ, παρατηρήσαμε ότι το Εεξ προκαλεί ισχυρή μεταβολή του μαγνητικού συνεκτικού πεδίου, Hσπ, (47%) σε θερμοκρασίες μικρότερες μίας χαρακτηριστικής περιοχής τιμών Τχπ=150-170 Κ. Σε ισοπεδιακές μετρήσεις της παραμένουσας μαγνήτισης, mπμ(Τ,Εεξ)|Η, παρατηρήσαμε ότι το Eεξ προκαλεί θερμομαγνητικές αστάθειες της mπμ (16%) σε θερμοκρασίες μεγαλύτερες της ίδιας Τχπ=150-170 Κ. Σχετικά με τη δεύτερη τοπολογία, PZT-xFe3O4, εστιάσαμε σε δείγματα με x=5%, τα οποία είναι ισχυρά μονωτικά και σιδηρομαγνητικά. Από ισόθερμες μετρήσεις της mπμ(Hεξ,Εεξ)|Τ σε Τ=300 Κ, παρατηρήσαμε ότι το Eεξ επιδρά ισχυρά στον εφησυχασμό της mπμ. Επίσης, από ισόθερμες μετρήσεις της παράλληλα-στο-επίπεδο μηχανικής τάσης Szi(Εεξ,Hεξ)|Τ (i=x,y) σε Τ=300 Κ προέκυψε ότι οι σχετικοί πιεζοηλεκτρικοί συντελεστές, dzi, μειώνονται δραματικά όταν εφαρμόζεται το Hεξ (50-60%). Αυτή η φυσική διαδικασία είναι αντιστρεπτή, καθώς οι dzi ανακτούν πλήρως την αρχική τιμή τους όταν το Hεξ αφαιρείται. Τα πιο πάνω αποτελέσματα αποδεικνύουν ότι οι υβριδικές νανοδομές μας είναι μαγνητοηλεκτρικές. Αποδίδουμε τον υποκείμενο μηχανισμό στον αξιοσημείωτο μαγνητοσυστολικό χαρακτήρα του Co και του Fe3O4, ο οποίος, σε συνδιασμό με την πιεζοηλεκτρική συμπεριφορά του PMN-PT και του PZT, προάγει την αμφίδρομη μεταφορά της μηχανικής τάσης στις διεπιφάνειες των σχετικών δομικών συστατικών κατά την εφαρμογή τόσο του Εεξ όσο και του Ηεξ. Τέλος, μέσω προσομοιώσεων, διερευνήσαμε τα όρια αξιόπιστης εφαρμογής της βασισμένης στην οπτική μικροσκοπία πειραματικής τεχνικής την οποία χρησιμοποιήσαμε σε αυτή τη μελέτη για τη μέτρηση των χαρακτηριστικών Szi(Εεξ,Hεξ) και τον υπολογισμό των σχετικών dzi.

Θετικές Επιστήμες

πιεζοηλεκτρισμός, σιδηρομαγνητισμός, μαγνητοηλεκτρικά υλικά, σύνθετα υλικά

Ναι

3

Ναι

271

181

https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/2920760/file.pdf

https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/2920760