Los óxidos con estructura de perovskita exhiben una variedad de funcionalidades fascinantes como superconductividad, magnetismo, ferroelectricidad y multiferroicidad, atribuidas a la interacción entre diferentes grados de libertad intrínsecos como el espín, la carga, el orbital y la red cristalina. Recientemente, la presión negativa relativa al incremento de los parámetros reticulares en tres dimensiones, ha surgido como una poderosa herramienta para adecuar y mejorar las propiedades físicas de los óxidos funcionales conocidos, como los ferroeléctricos y superconductores.
Un grupo internacional de investigadores diseñó una metodología que permite el control del acoplamiento espín-fonón mediante presión negativa. Utilizando la presión negativa inducida por tensión tridimensional uniforme en películas epitaxiales de nanocompositos alineados verticalmente de (EuTiO3)0.5:(MgO)0.5 crecidas por auto-ensamblado sobre SrTiO3, demostraron la aparición de multiferroicidad con acoplamiento magnetodieléctrico en el EuTiO3. Probaron que la deformación tridimensional por presión negativa en el EuTiO3 se establece a través del MgO. La interacción entre espines y fonones se reveló midiendo el efecto magnetodieléctrico e investigando cómo afecta la magnetización a los fonones. Sus resultados coincidieron exactamente con los cálculos teóricos empleando la teoría del funcional de la densidad (DFT). Además, emplearon los cálculos DFT para explorar la física subyacente de las transiciones de fase antiferromagnética-paraeléctrica a ferromagnética-ferroeléctrica, el acoplamiento espín-fonón y su correlación con las presiones negativas.
Este trabajo proporciona una ruta para crear multiferroicidad y acoplamiento magnetoeléctrico en óxidos monofásicos utilizando la metodología de presión negativa.
Este trabajo fue publicado en Nature Communications
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