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Artigo do IFIMUP é capa de revista da Royal Society of Chemistry

Journal of Materials Chemistry C



O artigo Spontaneous Electric polarization and Electric Field Gradient in Hybrid Improper Ferroelectrics: insights and correlations, assinado por investigadores do Instituto de Física de Materiais Avançados, Nanotecnologia e Fotónica (IFIMUP) e da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP), foi recentemente capa do Journal of Materials Chemistry C, revista da Royal Society of Chemistry.

Neste estudo, os investigadores, em conjunto com o Instituto de Física de São Paulo no Brasil, centraram-se no estudo de um tipo específico de ferroelétricos: os ferroelétricos híbridos impróprios. Os materiais ferroelétricos podem ser encontrados em vários tipos de estrutura. Aqui, os ferroelétricos de interesse exibem a estrutura perovskita, especificamente: Ruddlesden-Popper e duplas perovskitas.

São precisamente os octaedros formados por átomos de oxigénio, uma parte da estrutura de átomos destes materiais, que surgem na capa da revista.

Através da manipulação controlada desses octaedros, os autores estudaram a relação entre a polarização elétrica espontânea, característica dos materiais ferroelétricos, e propriedades hiperfinas elétricas nesses materiais. “No computador, “rodamos” os octaedros até que a polarização desapareça, e aí transita para a fase paraelétrica (sem polarização). Dessa forma, conseguimos entender como a polarização e o gradiente de campo elétrico se comportam ao longo da transição de fase ferroelétrica para uma estrutura específica”,  descreve Samuel Santos, físico teórico do IFIMUP, doutorado pelo Instituto de Física de São Paulo, e primeiro autor do estudo.

“Para um físico experimentalista, em muitas situações, pode ser bastante difícil medir diretamente a polarização de um material”, acrescenta. Neste caso, as medidas do gradiente de campo elétrico ao longo da transição ferroelétrica, obtidas pelos experimentalistas do IFIMUP no ISOLDE-CERN (Separador de isótopos em linha do CERN), podem ser comparadas com dados obtidos pela manipulação dos octaedros realizados na simulação teórica. Assim, estes investigadores conseguem estudar o estado ferroelétrico de muitos materiais, o que de outra maneira não seria possível. 

As informações obtidas pelas simulações computacionais, simulações in silico, utilizando o “estado da arte” em cálculos de Mecânica Quântica, demonstram os resultados deste poderoso laboratório virtual para investigar propriedades de novos materiais.

A ideia desta colaboração entre físicos teóricos e experimentalistas é descobrir e construir novos materiais que tenham propriedades interessantes do ponto de vista tecnológico. Este trabalho é financiado pelos projeto internacional FLIP liderado pela investigadora Armandina Lopes na FCUP e pela docente Helena Petrili da USP, e pelo projeto vdW4device coordenado pelo docente da FCUP, João Pedro Araújo. 

Para além dos materiais ferroelétricos, é também um objetivo dos investigadores procurar novos materiais com propriedades multiferróicas, ou seja, multifunções: com ferroeletricidade e também o ferro/antiferromagnetismo. Um ponto-chave hoje para o avanço tecnológico é o desenvolvimento de novos materiais multiferróicos, pois estes materiais exibem duas ou mais funções que podem ser aplicadas separadamente ou simultaneamente no desenvolvimento do mesmo dispositivo. Assim, contribui para reduzir custos, melhorar o desempenho e miniaturizar dispositivos tecnológicos.



octaedros
© DR 








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Renata Silva. SICC. 23-06-2021
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