materiales multiferróicos

Es conocido que los materiales multiferróicos presentan, al menos, dos de los cuatro tipos de comportamientos ferróicos (ferroelectricidad, ferro- o antiferromagnetismo ,ferroeleasticidad y ferrotoroicidad).

Ferroelectricidad

La capacidad de ciertos materiales para retener información en su estructura cristalina, sin la necesidad de estar conectados a una fuente de energía, como pilas ocorriente eléctrica, es llamada ferroelectricidad.
La información es almacenada gracias a la polarización eléctrica que poseen, que puede ser activada externamente por un voltaje, y aún cuando éste sea retirado la polarización persistirá.
Los materiales ferroeléctricos poseen dos estados bases termodinámicamente equivalentes, los cuales poseen polarización iónica opuesta que puede ser cambiadade un estado a otro por medio de un campo eléctrico externo.
La ferroelectricidad aparece debido a una distorsión en la red cristalina. Dicha distorsión se refiere a que los iones que conforman una celda unitaria del material están desplazados levemente unos de otros, tales desplazamientos son menores a 1 Å, es decir, 10 mil veces menores al micrómetro. Esta fase cristalográfica conforma lallamada fase ferroeléctrica. Por tanto la ferroelectricidad de un material depende de su estructura cristalina y de la temperatura.
Es sabido que la ferroelectricidad es un fenómeno cooperativo de dipolos interactuantes, la cual es detectada a través de mediciones eléctricas, cuyo objetivo es la obtención de la curva de histéresis.
Cuando se aplica un campo eléctrico externo al material los dipoloseléctricos se alinean en la dirección del campo eléctrico aplicado, pero cuando éste se deja de aplicar, no todos los dipolos vuelven a su estado de mínima energía, muchos quedan apuntando en la dirección en que el campo se había aplicado. Ésta es la propiedad clave de los materiales ferroeléctricos. Es decir que presentan polarización sin necesidad de un campo eléctrico externo aplicado, es poreso que estos materiales pueden retener información digital sin fuentes externas.
Es una aplicación fundamental, las memorias móviles tipo pendrive.
Cuando se aplica un campo eléctrico variable a un material ferroelétrico, entre un valor máximo positivo y un valor máximo negativo, se puede graficar en un osciloscopio la polarización versus el campo aplicado, que es la curva de histéresis lacual da cuenta que el campo eléctrico nulo posee una polarización remanente (Pr) y a campo eléctrico máximo posee una polarización espontánea (Ps).



En ausencia de campo externo (1), los dominios y los dipolos están distribuidos al azar, direccionados de forma que el momento dipolar total es nulo. Al aparecer un campo externo creciente (2), los dipolos intentan orientarse en la dirección delcampo. Los dominios con momento favorable crecen a expensas de los que no lo están. Observamos que para bajos valores del campo, el efecto no es muy intenso: baja polarización, pero al aumentar dicho campo, se acentúa la polarización. Llegados a cierto valor del campo eléctrico (3), por mucho que se eleve, no conseguimos incrementar la polarización inducida. No se aprecia dependencia de ε con E.La polarización ha alcanzado el valor de saturación. Los dominios adquieren la misma orientación. Si disminuimos la intensidad del campo hasta anularlo (4) el material retiene gran parte de la polarización inducida, recibiendo el nombre de polarización remanente, Pr. El material se comporta como un dipolo permanente, aunque no exista campo polarizante. El valor remanente es menor que el desaturación debido a que algunos dominios se desalinean como consecuencia del desorden térmico, que se opone al efecto de orientación unidireccional.
La disminución continuada del campo eléctrico (5), por aumento del valor absoluto pero en sentido opuesto al marcado en las cuatro primeras situaciones, produce en determinado valor la anulación del momento dipolar total. El campo capaz de anular la...