Multiferroics


Los multiferroicos se definen como materiales que exhiben más de una de las propiedades ferroicas primarias en la misma fase: [1]

Si bien los ferrolasticos ferroeléctricos y ferromagnéticos son formalmente multiferroicos, en la actualidad el término se usa generalmente para describir los multiferroicos magnetoeléctricos que son simultáneamente ferromagnéticos y ferroeléctricos. [1] A veces, la definición se amplía para incluir parámetros de orden no primario, como antiferromagnetismo o ferrimagnetismo . Además, recientemente también se han propuesto otros tipos de orden primario, como las disposiciones ferroicas de multipolos magneotelectricos [2], de los cuales la ferrotoroidicidad [3] es un ejemplo.

Además del interés científico en sus propiedades físicas, los multiferroics tienen potencial para aplicaciones como actuadores, interruptores, sensores de campo magnético y nuevos tipos de dispositivos de memoria electrónica. [4]

Una búsqueda en Web of Science del término multiferroico produce el artículo del año 2000 "¿Por qué hay tan pocos ferroeléctricos magnéticos?" [5] de NA Spaldin (entonces Hill) como el primer resultado. Este trabajo explicó el origen de la contraindicación entre el magnetismo y la ferroelectricidad y propuso rutas prácticas para sortearlo, y se le atribuye ampliamente el inicio de la explosión moderna del interés por los materiales multiferroicos. [6] La disponibilidad de rutas prácticas para la creación de materiales multiferroicos a partir de 2000 [5] estimuló una intensa actividad. Los primeros trabajos particularmente clave fueron el descubrimiento de una gran polarización ferroeléctrica en películas delgadas de BiFeO 3 magnéticas cultivadas epitaxialmente., [7] la observación de que el orden magnético no colineal en TbMnO 3 [8] y TbMn 2 O 5 [9] ortorrómbicos causa ferroelectricidad, y la identificación de ferroelectricidad inadecuada inusual que es compatible con la coexistencia de magnetismo en manganita hexagonal YMnO 3 . [10] El gráfico de la derecha muestra en rojo el número de artículos sobre multiferroics de una búsqueda en Web of Science hasta 2008; el aumento exponencial continúa hoy.


Historia de los multiferroicos: número de artículos por año sobre magnetoeléctricos o el efecto magnetoeléctrico (en azul), y sobre multiferroicos (en rojo)
Imagen esquemática de los cuatro posibles estados de dominio de un material ferromagnético ferroeléctrico en el que tanto la polarización (dipolo eléctrico indicado por cargas) como la magnetización (flecha roja) tienen dos orientaciones opuestas. Los dominios están separados por diferentes tipos de muros de dominio, clasificados por los parámetros de orden que cambian a lo largo del muro.