Multiferroikler olası ferroik (ferroelektriklik, (anti)ferromanyetiklik, ferroelastiklik) düzen parametrelerinin en az ikisini bir arada gösterebilen akıllı, çok fonksiyonlu malzemelerdir. Bu teknolojik malzemelerin en ilgi çekici yönü düzen parametreleri arasındaki karşılıklı çiftlenim nedeniyle manyetoelektrik (manyetik alan ile elektriksel kutuplanmanın kontrolü ve elektriksel alan ile manyetizasyonun kontrolü) etki ile ilave işlevsellikler meydana getirilebilmesidir. Günümüzde manyetoelektirik gibi düzen parametreleri arasındaki muhtemel kombinasyonlar hala bilinmeyen çok çeşitli teorik ve deneysel çalışmalara zemin oluşturmaktadır. Bu bağlamda oluşabilecek farklı çiftlenimlerin varlığı multiferroik malzemeler alanındaki araştırmalara önemli bir hız kazandırmıştır. Bizmut demir oksit (BiFeO3:BFO) akıllı ürün teknoloji için özellikle oda sıcaklığında manyetoelektrik çiftlenim gösterebilen nadir multiferroik malzemelerdendir. BiFeO3 un mevcut pratik uygulamalardaki ana problemlerinden biri, ayrıca 62 nm periyodunda spin sikloit yapısıyla yok olan eğimli manyetizasyondan kaynaklanan zayıf manyetizasyondur. Bu projede manyetizasyon üzerinde zerre boyutunun etkisinin araştırılmasına odaklanılmaktadır. Faz saflığı ve zerre boyutu XRD ve SEM ile analiz edilecektir. Tek fazlı BiFeO3 nanoparçacıklarının mıknatıslanması VSM ile ölçülecektir. Böylece nanoparçacıkların şekli/büyüklüğü, safsızlık fazlarının oluşumu ve mıknatıslanma üzerine olası kristal kusurlarının varlığı araştırılacaktır. Zerre boyutunun azaltılmasından dolayı spin sikloit yapının bozulmasıyla BFO un manyetik özelliklerinin iyileştirilmesi amaçlanmaktadır.
Bu yaklaşımla bu projede BiFeO3 perovskit kristal yapısı ferroelektrik özellikten sorumlu Bi yerine La ve manyetik özellikten sorumlu Fe yerine Gd, Sm, Ce ve Al iyonlarının kısmi değişiklikleri yapılması planlanmaktadır. Reaksiyon sıcaklığında kolaylıkla buharlaşmasından kaynaklanan ve kaçak akıma neden olan Bi boşlukları ve ilgili ikincil fazların oluşmasına engel olabilecek kristal yapıda daha kararlı La la kısmi değişim ferroelektrik özelliği kuvvetlendirecektir. Diğer taraftan G-tipi antiferromanyetik yapıda Fe dan farklı manyetik özellik/manyetik dipol momentine ve farklı iyonik yarıçaplı Gd, Sm, Ce ve Al iyonlarının bireysel ve grup etkisi 62 nm dalga boylu spiral spin yapısında dengelenmemiş manyetik momentin sıfırdan farklı bir değer çıkmasına neden olacak ve böylece zayıf manyetik özellik güçlenecektir. Böylece bu yaklaşımla modifiye BFO (Bi/LaFe/Gd/Sm/Ce/AlO3 (modBFO) da Multiferroik özellikler artırılmış ve spintronik aygıt uygulamaları için daha elverişli hale gelecektir.
Tek transistörlü (Ferroelektrik Alan Etkili Transistör (FeFET)) Ferroelektrik Rastgele Erişim Bellek uygulamalrındaki Ferroelektrik-Elektrot ve Ferroelektrik-Yalıtkan ince filmler arasındaki arayüzey araştırmasına bağlı olarak yüksek güvenilirlikli arayüzeyler için Fizyokimyasal modelleme çalışması yapılmısştır.
Ferroelektrik Rastgele Erişim Belleklerinde (FeRAM) de kullanılan ferroelektrik kapsatiörlerdeki elektrot-ferroelektrik ince film arayüzeylerinde meydana gelen ve ferroelektrik özellikleri zayıflatan problemlerin fiziksel mekanızmalarının anlaşılması ve çözümü.
Ferroelektrik malzemelerden oluşan kuantum kuyu sistemleri
Ferroelektrik ince film malzemelerin yapı elektriksel özellik ilişkisi
FeRAM deki Ferroelektrik Yalıtkan ve İletken ince film arayüzeylerinin Fiziksel ve Kimyasal olarak geliştirilip modellenmesi