Desenvolvimento de filmes finos multiferroicos: a nanoengenharia na modulação de propriedades opto-eletro-magnéticas de materiais emergentes

• Processo: 22/03192-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Projeto Inicial
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2028
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica
• Pesquisador responsável: Everton Bonturim
• Beneficiário: Everton Bonturim
• Instituição Sede: Escola de Engenharia (EE). Universidade Presbiteriana Mackenzie (UPM). Instituto Presbiteriano Mackenzie. São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Bruno Luis Soares de Lima ; Marcos Massi
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/05788-2 - Síntese e deposição por RF Magnetron-Sputtering e controle de propriedades elétricas de filmes finos multiferroicos de BiFeO3 dopados com terras raras, BP.IC; 25/04332-5 - Síntese, deposição e controle de propriedades de filmes finos multiferroicos de BiFeO3 dopados com terras raras, BP.IC
• Assunto(s): Dielétricos Materiais piezoelétricos Materiais ferroelétricos Filmes finos Pulverização catódica Cerâmica avançada Óptica eletrônica Eletromagnetismo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cerâmicas avançadas | Ferroelétricos | Filmes finos | materiais multiferróicos | Sputtering | Materiais Dielétricos, Piezoelétricos e Ferroelétricos

Resumo

Apresenta-se aqui um projeto com adaptações nos objetivos e métodos experimentais, considerando o cenário atual que impõe condições restritas de execução prática temporariamente e, neste sentido, é então proposto o estudo e desenvolvimento de novos materiais avançados multiferroicos, com ênfase na síntese, preparação e caracterização de materiais dopados com terras raras e na comparação entre diferentes métodos de deposição de filmes finos. Materiais funcionais, com propriedades ópticas, elétricas e magnéticas acopladas, representam a base para o avanço de tecnologias que superem os limites de eficiência energética e desempenho atualmente conhecidos. Neste contexto, o projeto inclui a síntese e o desenvolvimento de processos para o preparo de alvos cerâmicos densos e estequiometricamente controlados, para uso em sistemas tipo RF sputtering e HiPIMS, a partir de composições químicas dopadas com terras raras, viabilizando o depósito de filmes finos multiferroicos (como BiFeO3 e LaBiFeO3), processo dependente da aquisição de um acessório final de porta-substrato para a câmara de deposição em construção. De maneira simultânea, serão preparadas suspensões de particulados multiferroicos para deposição de filmes finos pela técnica de spin coating, permitindo a comparação sistemática das propriedades dos materiais depositados por técnicas baseadas em plasma e métodos de deposição por solução. O desenvolvimento destes materiais emergentes, como BiFeO3, ocorrerá por meio de estratégias de nanoengenharia, abordando a relação entre a Química do Estado Sólido, o controle de composição e a modulação das características estruturais e funcionais dos filmes. O objetivo principal é investigar como a modificação da composição química e a escolha da técnica de deposição impactam as propriedades ferróicas, particularmente a organização de domínios ferroelétricos, visando a criação de sistemas mais eficientes energeticamente e com maior densidade de armazenamento de informações. Ao explorar tanto técnicas avançadas de deposição por plasma quanto métodos químicos complementares, este projeto busca fornecer insights fundamentais e tecnológicos que contribuam para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos inovadores, como processadores, memórias, sensores químicos, atuadores e células fotovoltaicas, alinhados às demandas da tecnologia de ponta. (AU)