Università degli studi di Parma
Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali
Corso di Laurea in Scienza dei Materiali
Preparazione
e caratterizzazione
di materiali multiferroici
in sistemi perovskitici
contenenti bismuto
Laureanda: Erica Montanari
Relatore: prof. Gianluca Calestani
Correlatori: prof. Giuseppe Amoretti
dott.ssa Lara Righi
Che cosa è un materiale
multiferroico?
I multiferroici sono materiali che presentano nella stessa fase
ordine magnetico e ferroelettrico; in virtù di questo hanno
tutte le possibili applicazioni ferroelettriche
e ferromagnetiche oltre ad altre nate dall’accoppiamento tra
le diverse polarizzazioni.
Ordine magnetico
Ordine ferroelettrico
Sistemi perovskitici contenenti bismuto
A(Bi)B(Mn)O3
Studio di un materiale multiferroico
Per studiare la natura magnetoelettrica multiferroica
di un materiale è indispensabile:
• avere a disposizione il composto puro
• conoscerne la struttura ed eventuali superstrutture
• verificare se, in qualche intervallo di temperatura,
presenta ordine magnetico
• verificare se, in qualche intervallo di temperatura,
presenta ordine ferroelettrico
• verificare se i due ordini esistono contemporaneamente.
Inoltre si può:
• verificare se i due ordini si influenzano a vicenda.
BiMnO3
•avere a disposizione il composto puro
Forse la fase
non è
stechiometrica !
Sintesi sotto alta pressione
la fase non è mai completamente pura
(formazione di ossicarbonato di bismuto)
• conoscerne la struttura ...
La perovskite BiMnO3 è notevolmente distorta
rispetto alla cella cubica ideale:
è triclina con superstruttura monoclina.
Ossigeno
Bismuto
Manganese
… ed eventuali superstrutture
Esiste una
superstruttura
molto
complessa !
[001]
• verificare se, in qualche intervallo di temperatura,
presenta ordine magnetico
Perché è
ferromagnetico?
• verificare se, in qualche intervallo di temperatura,
presenta ordine ferroelettrico
È ferroelettrico?
Che legame esiste
tra superstruttura
e ferroelettricità?
• verificare se i due ordini esistono contemporaneamente
•verificare se i due ordini si influenzano a vicenda
I due ordini
si influenzano?
Conclusioni
Forse la fase
non è
stechiometrica !
Perché è
ferromagnetico?
I due ordini
si influenzano?
Esiste una
superstruttura
molto complessa !
È ferroelettrico?
Che legame esiste
tra superstruttura
e ferroelettricità?
Ringraziamenti
Per questa tesi in scienza dei materiali devo ringraziare:
il prof. Gianluca Calestani
il prof. Giuseppe Amoretti
la dott.ssa Lara Righi
il prof. Hans Schmid
la dott.ssa Francesca Licci
il dott. Edmondo Gilioli
la dott.ssa Ilaria Bergenti
il dott. Gabriele Bocelli
il sig. Andrea Cantoni
la sig.ra Roberta Magnani
il dott. Vincenzo Massarotti
il dott. Andrea Migliori
il sig. Alberto Garulli
il dott. Andrea Gauzzi
il dott. Claudio Mazzoli
il prof. Massimo Solzi
la dott.ssa Franca Albertini
il dott. Fulvio Bolzoni
l'ing. Giovanni Chiorboli