Efeito de tamanho no acoplamento magnetoelétrico em materiais multiferróicos compósitos nanoestruturados

Resumo

Há dois anos foram observados os primeiros indícios do acoplamento magnetoelétrico intrínseco em compósitos preparados na forma de filmes finos, trazendo questões sobre a influência do fator escala para a observação dessa natureza nesses materiais. Assim, estudos sistemáticos sobre o efeito de tamanho e dimensionalidade nas propriedades passam a ser estratégicos para o entendimento fenomenológico do acoplamento magnetoelétrico em tais materiais. Portanto, propõe-se neste projeto a investigação do efeito de tamanho na resposta magnetoelétrica de materiais compósitos multiferróicos. Os materiais a serem analisados serão baseados em compósitos ferroelétrico-ferrita, com conectividade 0-3, com tamanho de grãos das fases constituintes variando de escala (da micro para a nanométrica). Os pós de cada fase serão obtidos por diferentes técnicas de preparação (micromoagem, moagem de alta energia, mecano-síntese, etc.) na intenção de se obter partículas em distribuição granulométrica adequada ao processamento de corpos cerâmicos com a microestrutura desejada. Por sua vez, o controle microestrutural (combinando altas taxas de densificação com o tamanho de grãos desejado) dos corpos cerâmicos será realizado a partir de sinterização assistida por pressão (tais como prensagem a quente ou "spark plasma"). Técnicas alternativas para a síntese de pós-finos (tais como combustão ou rotas químicas) e de processamento de corpos cerâmicos (tais como sinterização por micro-ondas) serão realizados em colaboração com outros grupos de pesquisa. A influência do fator dimensionalidade para a observação do efeito de acoplamento intrínseco em compósitos também poderá ser analisada no caso da investigação de filmes finos compósitos magnetoelétricos, a serem preparados por pesquisadores do GCFerr-UFSCar, a partir de técnicas de deposição física e/ou química. A resposta magnetoelétrica de todos os materiais será analisada quanto aos fatores como dependência com tamanho de grão (e/ou dimensionalidade), sendo os resultados confrontados com modelos correntes ou de novos modelos fenomenológicos que representem a resposta observada. Vale ressaltar que o proponente já possui experiência na área de materiais compósitos magnetoelétricos, e estará desenvolvendo o trabalho em um grupo de pesquisa consolidado na área de materiais multifuncionais. Este projeto também apoiará a implantação de uma infraestrutura básica para a caracterização magnetoelétrica, assim como no apoio à formação de recursos humanos para esta área estratégica de materiais. Será realizado em colaboração com outros grupos de pesquisas, tanto pertencentes ao projeto temático, ao qual está vinculado, como com outros grupos nacionais e internacionais. (AU)