El Dr. Xueliang Lyu va defensar amb èxit la seva tesi doctoral, titulada "Epitaxial Hf1-xZrxO2 Thin Films: Phase Stability, Polarization Enhancement, and Intrinsic Ferroelectric Response", el passat dimecres, 23 de setembre de 2026. La investigació se centra en materials ferromagnètics basats en òxid de Hafni, que són candidats prometedors per a memòries no volàtils de baix consum compatibles amb la tecnologia de silici existent.
La tesi explora el creixement de pel·lícules cristal·lines extremadament fines de òxid de Hafni-Zirconi, de només uns pocs nanòmetres de gruix. Lyu va estudiar les condicions de creixement que afavoreixen la resposta ferromagnètica i com assegurar que les mesures realment corresponen a ferromagnetisme intrínsec i no a efectes extrinsec.
Les principals contribucions inclouen la demostració que la fase ferromagnètica es decideix durant el creixement a alta temperatura i és estructuralment robusta. També es va estudiar la influència de l'orientació del substrat, l'atmosfera de creixement i el gruix del film, trobant que la simetria de la interfície i la química de l'oxigen són clau per a la polarització, que assoleix valors superiors a 30 μC/cm².
A més, la investigació va analitzar tota la sèrie de composicions de Hf1-xZrxO2, identificant que valors de polarització anòmalament alts en films rics en Zirconi provenen d'efectes extrinsecs, com el canvi resistiu, i no de ferromagnetisme genuí. Això estableix criteris per a una avaluació fiable.
Aquesta recerca és important per al desenvolupament de memòries de baix consum i no volàtils, crucials davant el creixement energètic de la intel·ligència artificial. Els resultats proporcionen directrius pràctiques per a l'enginyeria de millors materials i dispositius, i ajuden a garantir la fiabilitat dels resultats en el camp.
El Dr. Lyu va arribar a l'ICMAB per la seva experiència en el creixement de films ferromagnètics epitaxials d'alta qualitat. Després del doctorat, continuarà la seva carrera com a investigador postdoctoral a la Xina, centrant-se en materials ferromagnètics i dispositius de memòria.
