Università degli studi di Parma Università degli studi di Parma Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e

NaturaliNaturaliCorso di Laurea in Scienza dei MaterialiCorso di Laurea in Scienza dei Materiali

Preparazione Preparazione e caratterizzazione e caratterizzazione

di materiali multiferroici di materiali multiferroici in sistemi perovskitici in sistemi perovskitici

contenenti bismutocontenenti bismuto

Laureanda: Erica MontanariLaureanda: Erica Montanari

Relatore: prof. Gianluca CalestaniRelatore: prof. Gianluca CalestaniCorrelatori: prof. Giuseppe AmorettiCorrelatori: prof. Giuseppe Amoretti

dott.dott.ssassa Lara Righi Lara Righi

Che cosa è un materiale Che cosa è un materiale multiferroico?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

A(Bi)B(Mn)O3

Sistemi perovskitici contenenti bismutoSistemi perovskitici contenenti bismuto

Studio di un materiale multiferroicoStudio 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.

BiMnOBiMnO33

•avere a disposizione il composto puro

Sintesi sotto alta pressionela fase non è mai completamente pura

(formazione di ossicarbonato di bismuto)

Forse la fase non è

stechiometrica !

• conoscerne la struttura ...

La perovskite BiMnO3 è notevolmente distorta rispetto alla cella cubica ideale: è triclina con superstruttura monoclina.

Bismuto Ossigeno

Manganese

[001]

… ed eventuali superstrutture

Esiste una superstruttura

moltocomplessa !

• 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?

ConclusioniConclusioni

I due ordini si influenzano?

È ferroelettrico?Che legame esiste tra superstruttura e ferroelettricità?

Perché è ferromagnetico?

Esiste una superstruttura molto complessa !

Forse la fase non è stechiometrica !

RingraziameRingraziamentinti

Per questa tesi in scienza dei materiali devo ringraziare:

il prof. Gianluca Calestaniil prof. Giuseppe Amorettila dott.ssa Lara Righiil prof. Hans Schmidla dott.ssa Francesca Licciil dott. Edmondo Giliolila dott.ssa Ilaria Bergentiil dott. Gabriele Bocelli il sig. Andrea Cantonila sig.ra Roberta Magnani

il dott. Vincenzo Massarottiil dott. Andrea Miglioriil sig. Alberto Garulliil dott. Andrea Gauzziil dott. Claudio Mazzoliil prof. Massimo Solzila dott.ssa Franca Albertiniil dott. Fulvio Bolzonil'ing. Giovanni Chiorboli