Ferroelectric properties of organic croconic acid

par Sambit Mohapatra

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Éric Beaurepaire et de Samy Boukari.

Le président du jury était Rachel Desfeux.

Le jury était composé de Victor Da Costa.

Les rapporteurs étaient Rachel Desfeux, Patrycja Paruch.

  • Titre traduit

    Contrôle de la polarisation dans des films ferroélectriques moléculaires à base d'acide croconique


  • Résumé

    Cette thèse explore les propriétés ferroélectriques de l'acide croconique ferroélectrique organique (AC) sous forme de film mince du point de vue de son application dans les dispositifs nanoélectroniques et spintroniques. Avec la plus grande polarisation ferroélectrique spontanée à température ambiante parmi tous les matériaux ferroélectriques organiques et également au niveau de certains ferroélectriques inorganiques, CA a un potentiel illimité d'applications. Nous étudions les propriétés ferroélectriques de films polycristallins sur des surfaces d'électrodes pertinentes sur le plan spintronique telles que sur des surfaces d'or et de cobalt et montrons que la ferroélectricité est robuste sur la surface du cobalt. Nous étudions également les propriétés d'inversion de polarisation à l'échelle nanoscopique avec la microscopie à force de piézoréponse in-situ et estimons les valeurs de polarisation nanoscopique de CA. De plus, nous cultivons des cristaux macroscopiques de CA et faisons des tentatives préliminaires pour comprendre la structure des domaines ferroélectriques éventuellement présents par des méthodes électriques et optiques.


  • Résumé

    This thesis explores the ferroelectric properties of organic ferroelectric Croconic Acid (CA) in the thin film form from the point of view of its application in nanoelectronic and spintronic devices. With the largest room temperature spontaneous ferroelectric polarization among all organic ferroelectric materials and also at the level of some of the inorganic ferroelectrics, CA has unbounded potential for applications. We study the ferroelectric properties of polycrystalline films on spintronically relevant electrode surfaces such as on gold and cobalt surfaces and show that ferroelectricity of CA is robust on cobalt surface. Further, we study the polarization reversal properties at the nanoscopic scale with in-situ piezoresponse force microscopy and estimate the nanoscopic polarization values of CA. Additionally, we grow macroscopic crystals of CA and make preliminary attempts to understand the structure of possibly present ferroelectric domains by electrical and optical methods.


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