Los materiales ferroeléctricos han sido ampliamente estudiados por su diversidad de aplicaciones, entre las que se encuentran sensores, transductores y las memorias no volátiles. Desafortunadamente, el ferroeléctrico más usado en la industria, el Pb(Zr,Ti)O3 conlleva en su procesamiento la toxicidad inherente al plomo. Por ello es que se busca un ferroeléctrico libre de este elemento. El SrTiO3 no es ferroeléctrico a temperatura ambiente, aunque puede mostrar el fenómeno de manera incipiente si se impurifica con Pr. Se ha visto, por otra parte, que en películas ultradelgadas (de unas decenas de nanómetros) la respuesta ferroeléctrica aumenta en algunos materiales como consecuencia de los esfuerzos creados entre el substrato y la película. Así entonces, la primera parte del trabajo que se propone tiene como objetivo incrementar la polarización en el SrTiO3:Pr a través de crecer el material como película ultradelgada. Si la polarización inducida es suficientemente alta, éste podría ser un potencial substituto del Pb(Zr,Ti)O3. Especial énfasis se pondrá en los estudios de dominios ferroeléctricos mediante la microscopía de piezofuerza (PFM) ya que, basados en éstos podrán explicarse las propiedades macroscópicas además de que permitirán explorar la aplicación potencial del material a escalas nanométricas._x000D_ La segunda parte de la investigación tendrá como objetivo el estudio de películas ultradelgadas de multiferroicos magnetoeléctricos libres de plomo. Tales materiales, además de ferroelectricidad, presentan ferromagnetismo, propiedad adicional que permitirá ampliar la función de dispositivos ya existentes y dará lugar a nuevas aplicaciones. Desafortunadamente, de los pocos materiales que presentan ambas propiedades, ninguno de ellos hasta ahora satisface las necesidades de las aplicaciones en puerta. Uno de estos materiales, la cromita de itrio, YCrO3, ha sido poco estudiando y el origen de su respuesta ferroeléctrica débil, no es clara, amén de que las mediciones asociadas son ambiguas, más aún en películas delgadas. Sin embargo resulta un material interesante ya que, al igual que en el SrTiO3:Pr, se podría inducir una respuesta ferroeléctrica evidente y un aumento en la polarización eléctrica mediante el crecimiento más ordenado, idealmente epitaxial, en las películas, si el espesor es de sólo algunas decenas de nanómetros, por eso es el multiferroico que se propone estudiar en el proyecto que aquí se somete. Los estudios de la estructura de dominios también serán un punto clave de la investigación, sólo que en éste caso se determinarán tanto los dominios magnéticos mediante microscopía de magnetofuerza (MFM), como los ferroeléctricos, a través de la técnica de PFM, lo que nos dirá qué tan acopladas están ambas propiedades, y con ello se determinará la factibilidad de las aplicaciones._x000D_ Cabe mencionar que la proponente del proyecto cuenta con una vasta experiencia en la investigación sobre películas delgadas ferroeléctricas y multiferroicas, y su caracterización y estudio a escalas nanométricas, de la que dan fe las más de 650 citas a sus 28 artículos publicados sobre el tema, por lo que se considera que se cuenta con los conocimientos y la experiencia suficientes, así como la infraestructura, la actual y la que se obtendría del propio proyecto, para desarrollar exitosamente la investigación propuesta.

1. Sobre la ferroelectricidad en el SrTiO3:Pr._x000D_ El de incrementar la polarización eléctrica en el sistema de SrTiO3:Pr en forma de película delgada y el de aportar conocimiento acerca del comportamiento de este material y otros similares cuando las dimensiones adquieren escalas nanométricas. Si la polarización es suficientemente alta, se estaría proveyendo de un sistema ferro-piezoeléctrico simple, libre de plomo, que pudiese substituir al Pb(Zr,Ti)O3 en las aplicaciones ya existentes._x000D_ _x000D_ 2. Sobre el multiferroico magnetoeléctrico de YCrO3, puro e impurificado._x000D_ Al igual que en el caso anterior, el del aumento de la polarización eléctrica del YCrO3 al impurificarlo y crecerlo como película ultradelgada. Después, el establecimiento de las condiciones bajo las cuales tiene lugar el acoplamiento de los parámetros de orden de interés: la polarización y la magnetización. De lograrse tal acoplamiento y el incremento de la polarización, se tendría el multiferroico que hiciera posible las aplicaciones en puerta pensadas para los multiferroicos magnetoeléctricos. Además, estos estudios aportarán conocimientos importantes que ayudarían a entender el desempeño de otros multiferroicos similares, de una fase, con estructura perovskita, que son los más comunes, y con mejores propiedades hasta el momento._x000D_ 3. Se contribuirá además a la formación de recursos humanos con conocimientos en un tema de frontera, como lo es el de los multiferroicos magnetoeléctricos con espesores nanométricos.