Em específico, este projeto visa implementar alguns procedimentos experimentais desafiadores propostos na literatura que permitirão, através de um campo eléctrico aplicado de 1 MV/mm,: i) controlar continuamente o bandgap do SrFeO3 de 0 a 1 eV, ajustando-o desde metálico até isolador; ii) alternar entre fases ferromagnéticas P21/n CO e a fase antiferromagnética tipo A ordenada por orbital Pbnm em CaFeO3 tensionado; iii) controlar a MIT e o bandgap electrónico do YMnO3 e SrTiO3 entre 1,8 e 3 eV.
Estes objetivos serão alcançados em filmes finos por meio de deformação epitaxial (3 a 5%) usando substratos adequados que permitem: i) distorcer o SrFeO3 cúbico por inclinação dos octaedros FeO6, provocando a CO, acoplada ao seu modo "breathing"; ii) enfraquecer a forte natureza covalente da ligação Fe-O em CaFeO3 que favorece OO em relação à CO; iii) estabilizar uma fase polar Pb21m nos YMnO3 e SrTiO3 para permitir o acoplamento entre a polarização eléctrica e a distorção de Jahn-Teller mediada pela OO.
O controlo por campo eléctrico vai ser dividido num efeito extrínseco para os dois primeiros materiais e intrínseco para os últimos. O efeito extrínseco será implementado por substratos piezoelétricos, que, dependendo do campo eléctrico aplicado, cruzam o limiar de tensão de epitaxial necessária, permitindo controlar por campo eléctrico as propriedades físicas. O efeito intrínseco tem por base o acoplamento entre a polarização eléctrica e a distorção associada à OO da fase Pb21m polar para controlar as propriedades físicas pelo campo eléctrico aplicado.
Para atingir os objectivos propostos, a equipa foi cuidadosamente seleccionada com base na experiência de longos anos dos seus membros nas suas tarefas e em colaborações no passado. Primeiro, alvos de cerâmica de alta qualidade serão produzidos pelo grupo do Pedro Tavares. Segundo, serão depositados filmes finos tanto por PLD como Sputtering nos grupos do Bernardo Almeida e da Maria Gomes. Finalmente, as propriedades estruturais e físicas dos filmes finos serão estudadas nos grupos do Joaquim Agostinho Moreira e da
Paula Vilarinho, utilizando técnicas de: difração de raios-X, espectroscopia Raman, resistividade, ciclos histeréticos de polarização e permitividade dielétrica. As propriedades ópticas serão estudadas no grupo da Maria Gomes, por meio de técnicas de fotoluminescência, reflectância difusa e transmitância/absorvância, incluindo medidas dependentes do campo
eléctrico. Como a maioria das técnicas já estão implementadas, o orçamento será focado na contratação de jovens investigadores. |
