Materiales multifuncionales láminas y heteroestructuras ferroeléctricas de composiciones basadas en PbTiO3

Abstract

La finalidad de este trabajo es la comprensión de los mecanismos que dan lugar a la mejora de las propiedades ferro-, piro- y piezoeléctricas de láminas delgadas de titanato de plomo modificado, para su aplicación en sensores piroeléctricos y dispositivos microelectromecánicos. Se han estudiado láminas delgadas de Pb0.76Ca0.24TiO3 y Pb0.88La0.88TiO3, y heteroestructuras multicapa de capas alternas de las anteriores composiciones. Se han tratado de promover orientaciones preferentes en las láminas, como la <001> y la <111>, las cuales dan lugar a una contribución importante a la polarización en la dirección prependicular al plano de la lámina. Para ello se ha utilizado un proceso de múltiple depósito y cristalización rápida en horno RTP. Se han depositado las láminas sobre substratos basados en silicio, lo que permite su integración en microelectrónica, y se han caracterizado ampliamente su estructura, microestructura y propiedades ferro-, piro- y piezoeléctricas. Se han realizado estudios eléctricos "macroscópicos" y medidas locales de las propiedades piezoeléctricas de las láminas, así como estudios de los efectos de la aplicación de tratamientos térmicos tanto a los substratos como a las láminas. Como consecuencia de las orientaciones preferentes obtenidas se han obtenido parámetros ferroeléctricos y piroeléctricos muy altos, que en el caso de las heteroestructuras multicapa han sido de Pr=38 uC.cm-2 y gamma = 51 x 10 -9 C.cm-2K-1.