Compositos elastoméricos multiferroicos : aplicaciones en electrónica flexible

• Autores: Saleh Medina, Leila María
• Año de publicación: 2016
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Negri, Ricardo Martín
• Materia: MATERIALES MULTIFERROICOS; CAPACITORES; EFECTO MAGNETO ELECTRICO; ELECTRONICA FLEXIBLE; BIFEO3; ELASTOMEROS; FERROELECTRICIDAD; MULTIFERROIC MATERIALS; CAPACITORS; MAGNETOELECTRIC EFFECT; FLEXIBLE ELECTRONICS; BIFEO3; FERROELECTRICITY
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Los materiales multiferroicos poseen simultáneamente al menos dos órdenes ferroicos (por ejemplo, ferromagnético y ferroeléctrico), observándose acoplamiento cruzado entre propiedades. Dicha característica está presente en sistemas monofásicos o multifásicos devarios componentes. Las ferritas de bismuto son cerámicos multiferroicos a temperatura ambiente, si bien es difícil obtenerlas con alta pureza y el acoplamiento magneto-eléctricosuele ser bajo. El primer objetivo de la presente tesis ha sido sintetizar y caracterizar ferritas de bismuto de estequiometría definida (BiFeO3), excelente pureza, y sustituidas parcialmente con itrio como estrategia para modificar los órdenes magnéticos y eléctricos. Se observaron variaciones de las propiedades magnetoeléctricas que se correlacionan concambios de tamaño de partícula e inducción de nuevas fases. El segundo objetivo fue desarrollar y caracterizar películas flexibles con propiedadesdieléctricas que permitan su uso como capacitores multiferroicos para electrónica flexible. Se prepararon compositos flexibles, dados por dispersiones de BiFeO3 en diferentes elastómeros: caucho sintético (SBR, no ferroeléctrico) y difluoruro de polivinilideno (PVDF,ferroeléctrico). Se prepararon películas micrométricas flexibles que presentan altas constantes dieléctricas, ferroelectricidad y acoplamiento magneto-eléctrico. La respuesta dieléctricase caracterizó en función del contenido de BiFeO3. En SBR estas propiedades se incrementan al preparar los compositos en presencia de campos magnéticos o eléctricos. También se sintetizaron ferritas de cobalto (ferromagnéticas), observándose acoplamiento magneto-eléctrico al ser dispersadas en PVDF. Se demostró que los compositos basados en SBR y PVDF pueden ser empleados comofiltros de alta frecuencia en circuitos eléctricos, cuyo comportamiento puede regularse variando el contenido de cerámico.
Multiferroic materials have simultaneously at least two ferroic orders (e.g. ferromagneticand ferroelectric), that allows cross coupling of properties. This characteristic is presentin single-phase or multiphase (made of several components) systems. Bismuth ferrites aremultiferroic ceramics at room temperature, although it is difficult to obtain them with highpurity and they generally present low magnetoelectric coupling. The main objective of thisthesis has been synthesising and characterising bismuth ferrite of defined stoichiometry (BiFeO3), excellent purity and partially substituted with yttrium in order to modify themagnetic and electric structural orders. Changes in magnetoelectric properties, that can beattributed to particle size and new phase induction, have been found. The second objective was to develop and characterise flexible films with dielectric propertiesthat allow their use as multiferroic capacitors for flexible electronics. Flexible compositeswere prepared by adding BiFeO3 dispersions into different elastomers: syntheticrubber (SBR, non-ferroelectric) and polyvinylidene difluoride (PVDF, ferroelectric). Flexiblemicrometric films were obtained with large values of dielectric constant, ferroelectricityand magnetoelectric coupling. Dielectric response was characterised as a function of BiFeO3 content. These properties were enhanced in SBR films prepared under the applicationof electric or magnetic fields. Cobalt ferrites (ferromagnetic) were also synthesised. Magnetoelectric coupling wasobserved when they were dispersed in PVDF. It has been demonstrated that SBR and PVDF composites can be used as high frequencyfilters, whose behaviour can be adjusted by modifying the ceramic content.
Fil: Saleh Medina, Leila María. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.