Des scientifiques de l'Institut de technologie de Tokyo (Tokyo Tech) et de l'Université de Tohoku ont développé des films épitaxiaux GFO de haute qualité et étudié systématiquement leurs propriétés ferroélectriques et ferromagnétiques. Ils ont également démontré les effets de magnétocapacité à température ambiante de ces films minces GFO.

Les matériaux multiferroïques présentent une ferroélectricité entraînée magnétiquement. Ils ont des propriétés fascinantes telles que les propriétés ferroélectriques (ferromagnétiques) contrôlées par champ magnétique (électrique) et peuvent être utilisés dans de nouvelles applications technologiques telles que l'écriture rapide, Economie d'énergie, et stockage de données non destructif. Cependant, parce que la multiferroïcité est généralement observée à basse température, il est hautement souhaitable de développer des matériaux multiferroïques observables à température ambiante.

Géorgie X Fe 2-x O 3 , ou GFO pour faire court, est un matériau multiferroïque prometteur à température ambiante en raison de sa grande aimantation. Les films minces GFO ont déjà été fabriqués avec succès, et leur commutation de polarisation à température ambiante a été démontrée. Cependant, leurs propriétés ferroélectriques et ferromagnétiques doivent être contrôlées pour obtenir de meilleures propriétés magnétoélectriques et applications des films GFO. Afin de contrôler ces propriétés, il est essentiel de comprendre la relation entre la composition constitutive de chaque site cationique et le caractère original.

Par conséquent, l'équipe de recherche dirigée par Mitsuru Ito à Tokyo Tech a entrepris d'étudier systématiquement la multiferroïcité en fonction du rapport de composition de Ga et Fe dans les films GFO. Spécifiquement, ils ont étudié les propriétés ferroélectriques des films GFO en utilisant la microscopie à force piézo-réponse, et a trouvé que Ga X Fe 2-x O 3 les films avec x =1 et 0,6 montrent de la ferroélectricité à température ambiante. La phase de réponse piézo peut être inversée de 180° lorsqu'une tension supérieure à 4,5 V est appliquée. Ce comportement est typique des matériaux ferroélectriques et est un indicateur fort de la présence d'une polarisation commutable dans le film à température ambiante.

Les scientifiques ont également confirmé le ferrimagnétisme à température ambiante des films grâce à la caractérisation magnétique. Dernièrement, ils ont pu démontrer les effets de magnétocapacité à température ambiante des films GFO. Ils ont rapporté qu'en changeant x, le champ électrique coercitif, force coercitive, et les valeurs de magnétisme saturé pourraient être contrôlées. Ils ont également montré que les gammes ferroélectriques et magnétiques des oxydes de fer de type GFO diffèrent de celles du célèbre BiFeO multiferroïque à température ambiante. 2 et peut étendre la variété des matériaux multiferroïques à température ambiante.