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Les études sur les composés multiferroïque sont commencées depuis les années 60. Mais elles sont devenues de plus en plus importantes aux années 90-97 grâce au développement des techniques de dépôt des couches minces. Un composé est dit multiferroïque s’il présente une coexistence entre au moins deux propriétés en même phase (par exemple ferroélectrique et ferromagnétique ou ferroélectrique et ferroélastique..) comme il est décrit dans ce schéma :
Image1 : Propriété d’un matériau multiferroïque et leurs couplage
Ce composé représente la tendance de recherche actuelle. en effet, il présente une coexistence entre les propriétés ferroélectrique et ferromagnétiques à la température ambiante. Les propriétés ferroélectriques viennent de bismuth et les propriétés antiferromagnétiques viennent de Fer (l’ion Fe3+). Il présente une structure pérovskite et se cristallise dans une structure rhomboédrique.
Image2 : Structure de BiFeO3
Super-réseau à base de BFO/LFO:
Un super-réseau est un ensemble des couches mince de BFO et de LFO(LaFeO3) déposées l’une sur l’autre. Cette composition va créer des contraintes internes dues aux différences des paramètres, comme il est montré dans cette représentation:
Image3: Structure d’un super-réseau
Les sens des flèches indiquent le sens des contraintes appliqués.
Généralement, le dépôt des super-réseaux se fait sur le substrat MgO avec une couche trempent de SrTiO3, ou bien un substrat de SrTiO3 tamponné par La0.5Sr0.5CoO3 (LSCO).
Les couches de BFO adoptent une structure de type PbZrO3 confirmant le caractère antiferroélectrique (peut êtres causé par les contraintes entres les couches) et que les couches de LFO possèdent une structure orthorhombique de type Pnma.
Image4 : Diagramme de phase schématique des super-réseaux de BiFeO3 / LaFeO3 sur substrat (110) DysCO3.
Effet photovoltaïque :
L’effet photovoltaïque consiste à transformer l’énergie lumineuse en énergie électrique, il est réalisé par de semi-conducteurs. Ce qui est étonnant, la repense anormale de BiFeO3 avec la lumière. Les recherches montrent que ce matériau est caractérisé par une tension induite égale à 16V malgré qu’il soit un diélectrique d’énergie de gap importante. Ce qui nous permet de comprendre que cet effet ne dépend pas de gap mais dépend des autres caractéristiques lié avec le BiFeO3 seulement.
Image5 : Effet photovoltaïque.
Avantages de super-réseau :
· Un bon état de surface pour ces super-réseaux
· Obtention de structures modulées chimiquement le long de la direction de croissance possédant une bonne qualité d’orientation.
Désavantage :
· Courant de fuite empêche des mesures des hystérésis.
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