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Deterministic control of morphotropic phase boundary by electric field = 전기장을 이용한 MPB 영역의 정렬 방법에 대한 연구
서명 / 저자 Deterministic control of morphotropic phase boundary by electric field = 전기장을 이용한 MPB 영역의 정렬 방법에 대한 연구 / Kwang-Eun Kim.
저자명 Kim, Kwang-Eun ; 김광은
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2013].
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초록정보

A multiferroic refers to a compound that has both ferromagnetic (or antiferromagnetic) order and ferroelectric (or antiferroelectric) order. It has been studied extensively for understanding inter-coupled phenomena and realizing magnetoelectric applications in a way that a spontaneous magnetization is switched by an applied electric field and a spontaneous electric polarization is controlled by an applied magnetic field. Bismuth ferrite (BiFeO3; BFO) receives a lot of attentions because it has ferroelectric and antiferromagnetic orders at room temperature. Moreover, morphotropic phase boundary (MPB) in which tetragonal-like monoclinic phase and distorted rhombohedral phase coexist, has been found in BFO films grown on LaAlO3 substrates. Since the MPB regions in BFO films possess large piezoelectric response and non-zero spontaneous magnetic moment, they hold promises for electromechanical or/and magnetoelectric devices. For the goals, realization of well-aligned MPB and reliable electrical control of the MPB should be necessarily studied. In the thesis, we report that La 5% substitution provides a pathway to formation of well-aligned stripe MPB regions. Using an in-plane electric field produced by a tip of piezoresponse force microscopy (PFM), we can create and erase the MPBs with good continuity in large length scales reversibly. By changing the scanning direction of the electrically-biased tip, the direction of MPB alignment can be controlled deterministically.

다강체는 강유전과 강자성 특성을 모두 가지고 있는 물질이다. 다강체는 전기장으로 자화의 방향을 바꾸고 자기장으로 유전 분극의 방향을 바꾸는 자기전기 효과 때문에 많이 연구되고 있다. 비스무스 철 산화물은 상온에서 강유전 성질과 반강자성 특성을 띄는 물질로 많은 관심을 받고 있다. 더욱이 란타늄 알루미늄 산화물 위에서는 증착시킨 비스무스 철 산화물 박막의 경우 능면체 구조와 정방정계 구조가 공존하는 MPB영역이 관찰 되었다. 이러한 MPB영역에서는 큰 압전현상과 자기모멘트의 자발분극의 특성이 있기 때문에 압전현상과 자기전기 효과를 이용한 소자개발에 응용될 가능성이 크다. 본 연구에서는 란타늄 5% 도핑된 비스무스 철 산화물의 필름은 잘 정렬된 선모양의 MPB 모양을 갖는다는 것을 소개한다. 압전 힘 현미형의 탐침에서 나오는 전기장을 이용하여 넓은 영역의 MPB 를 쓰고 지울 수가 있다. 또 탐침의 스켄 방향을 바꿈으로써 MPB 정렬방향을 선택적으로 조절할 수 있다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MPH 13001
형태사항 ii, 54 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 김광은
지도교수의 영문표기 : Chan-Ho Yang
지도교수의 한글표기 : 양찬호
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 물리학과,
서지주기 References : p. 49-51
주제 multiferroic
BiFeO3
piezoresponse force microscopy
morphotrophic phase boundary
다강체
비스무스 철 산화물
압전 힘 현미경
MPB
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