Estudo de Filmes finos Ferroelétricos utilizando Microscopia de Força Atômica

Esta tese, sobre filmes finos de materiais ferroelétricos, foi realizada em duas partes distintas. O trabalho experimental começou como o estudo das propriedades de filmes de titanato de bismato (Bi4 Ti3O12 ) e titanato de chumbo (PbTiO3) utilizando microscopia de força atômica (AFM). Foram determidas as formas de crescimemento e a distribuição dos sobre os filmes, em função da temperatura de cristalizaçõ. Esse estudo deu origem à investigação principal da tese concernente a filmes finos ferroelétricos de zirconatos de titanato de chumbo (PZT) e nibalto de lítio (LbNiO3). Foram realizados estudos quantitativoas por microscopia de piezoresposta (PFM) com o propósito de determinar a estrutura superficial de ferroelétricos dos materiais mencionados. Para analizar os resultados obtidos foi aplicado um método com a finalidade de determinar a polarização dos grãos em função do campo elétrico. Foi também realizada uma análise completa do comportamento da polarização em relação á histerese dos mateirais. A parte teórica desta tese é ainda dividida em dois desenvolvimento diferentes. Foi realizada pela primeira vez um método analítico para obter a distribuição de Preisach usando os loops de histerese saturados. O método substitui com vantagens o teorema da representação para o modelo clássico de Preisach – que define o comportamento dos materiais ferroelétricos – no caso em que a função de Preisach possa ser escrita como o produto de duas funções simétricas. Foi também desenvolvido um método para simular o movimento de um cantiliver no mode de um AFMA teoria está em função da frequência de oscilação do cantilever e da elasticidade do sistema ponteir-amostra. O resultado deixa claro que a transição do modo de não-contaato para o modo de tapping depende da camada de contaminação e da dureza da amostra.