Nuevos materiales ferroeléctricos y (ten cuidado con) viejas técnicas de caracterización en ISAF2016

Por Ignasi Fina (ICMAB-CSIC)

Estuvimos en… 2016 Joint IEEE International Symposium on the Applications of Ferroelectrics, European Conference on Applications of Polar Dielectrics & Workshop on Piezoresponse Force Microscopy (ISAF/ECAPD/PFM) celebrado en Darmstadt (Alemania). Un nombre largo que se podría resumir en #ferroelectrics. Por suerte, el congreso fue bastante entretenido. En parte gracias a Alexei Gruverman que en la primera charla plenaria en el primer día de congreso nos ilustro con varios ejemplos en los cuales medidas de piezorespuesta (PFM) en materiales no-ferroeléctricos podían parecer indicar que estos lo eran. De este modo puso en duda los resultados que muchos de los participantes mostraban en el congreso, ya que muchos grupos utilizan de forma rutinaria esta técnica para testear las propiedades ferroeléctricas de sus materiales. Esto provoco que en muchas de las charlas del congreso la muletilla de “PFM suggest” o similares se repitiera en varias ocasiones. Destacar que Alexei Gruverman esta seguramente en el top 5 o más de autores de artículos con ferroelectric y PFM como palabras clave.

A parte de este pequeño sobresalto que sólo va a afectar a los no expertos en la técnica, resaltamos los materiales más emergentes en este congreso a parte de los arquetípicos PZT, BaTiO3, y BiFeO3. Con diferencia, el HfO dopado es el material ferroeléctrico más emergente en la actualidad: buenas propiedades ferroeléctricas, mucha reproducibilidad (muchos grupos han mostrado buenos y parecidos resultados), y funcionalidad demostrada con medidas de electroresistencia o con su integración en dispositivos de efecto campo. Aún se discute cual es el mecanismo último que genera ferroelectricidad en este material. Destaco también interesantes resultados en un ferroeléctrico orgánico trialkylbenzene-1,3,5-tricarboxamides (BTAs) estudiado en Linköping University y que puede presentarse como una alternativa al PVDF. También me gustaría destacar de forma rápida una serie de temas que han sido tratados en el congreso: algunos materiales ferroeléctricos metálicos se pueden conmutar (Jorge Iñiguez), el estudio de los vórtices en ferroeléctricos (Ingrid Cañero Infante y Marin Alexe), el uso de TiN como buffer para el crecimiento de ferroeléctricos sobre silicio (Matthijn Dekkers), y el uso de nuevas técnicas para la caracterización de superficies en ferroeléctricos (Neus Domingo). En general también destacar el interés más y más creciente y renovado en los fenómenos de interacción de luz o calor y las propiedades de materiales ferroeléctricos.

Mensajes importantes que tenemos que tener en cuenta cuando volvamos a nuestros laboratorios es el interés de la electroresistencia túnel para la integración de ferroeléctricos en circuitos como memresistores (Agnès Barthélémy), y la importancia de caracterizar la polarización en el plano para conocer nuestro material (Beatriz Noheda).

Para terminar, destacar que desafortunadamente las muestras de posibles aplicaciones de ferroeléctricos en potenciales productos comerciales ha sido escasa. De esta escasa participación destacar el trabajo de Tim Stevenson de Ionix Advanced Technologies en la obtención de materiales de alto coeficiente piezoeléctrico a alta temperatura.