Pulsed-laser deposition of ferroic oxide heterostructures for generating topologically non-trivial phases

This thesis project investigates thin films of ferroic perovskite oxides with the aim of generating topologically non-trivial phases, specifically skyrmion bubble nanodomains in ferromagnetic film and polar skyrmions in ferroelectric/dielectric heterostructures. These phases are of great interest due to their potential applications in advanced technological fields. The ferromagnetic material La0.875Sr0.125MnO3 was explored for its potential in spintronic applications. The PbTiO3/SrTiO3 and PbZr0.2Ti0.8O3/SrTiO3 ferroelectric/dielectric heterostructures aim to stabilize polar skyrmions to achieve high-density memory storage, offering a pathway to significantly enhance these technologies. The thin film samples were fabricated using pulsed-laser deposition (PLD). The samples were characterized with different techniques: SQUID magnetometry, atomic force microscope (AFM), transmission electron microscopy, ferroelectric polarization measurements, and resistance measurement.

In questo progetto di tesi sono stati studiati film sottili di materiali ferroici con la finalità di generare fasi topologicamente non triviali, nello specifico nanodomini di bolle skrymioniche in film ferromagnetici e skyrmioni polari in eterostrutture di materiali ferroelettrici/dielettrici. Queste fasi sono di spiccato interesse per le potenziali applicazioni in campi tecnologici avanzati. Il La0.875Sr0.125MnO3 materiale ferromagnetico è stato studiato per le sue potenziali applicazioni in spintronica. Le eterostrutture di materiali ferroelettrici/dielettrici PbTiO3/SrTiO3 e PbZr0.2Ti0.8O3/SrTiO3 hanno lo scopo di stabillizzare skyrmioni polari per ottenere memorie ad alta densità, offrendo una strada per megliorare queste tecnologie. In questo lavoro di tesi diversi campioni sono stati fabbricati usando la pulsed-laser deposition (PLD). I campioni sono stati caratterizzati con diverse tecniche: magnetometria SQUID, microscopio a forza atomica, tester ferrolettrico e misure di resistenza.