[ca] La microscòpia de força piezoresposta (PFM) és una eina poderosa per a la caracterització electromecànica de materials ferroelèctrics. En aquest mode de microscòpia de força atòmica (AFM), una tensió de corrent alterna externa excita la mostra i es mesura la seva resposta piezoelèctrica, proporcionant informació sobre la magnitud, l'orientació i el signe de la polarització ferroelèctrica. Tanmateix, com mostro en aquesta tesi, el senyal de freqüència de ressonància de contacte PFM no depèn només de les propietats electromecàniques dels ferroelèctrics, sinó que també es veu afectat per les propietats mecàniques del material a escala nanomètrica. La recerca desenvolupada en aquesta tesi se centra en la identificació i quantificació de la resposta mecànica de materials ferroelèctrics i la seva contribució a la resposta electromecànica total. Aquesta tesi mostra com la resposta mecànica dels ferroelèctrics es pot detectar i quantificar de manera no destructiva mitjançant la Microscòpia de Força Atòmica de Ressonància de Contacte (CR-AFM). Aquesta tècnica s'ha utilitzat per quantificar la resposta mecànica dels dominis, que depèn tant de l'orientació com del signe de la seva polarització. Aquesta asimetria mecànica entre dominis de polarització oposada permet el concepte de lectura mecànica de la polarització ferroelèctrica. A més dels dominis ferroelèctrics, també es van investigar les parets del domini. Les propietats mecàniques de les parets del domini ferroelèctric de 180° són clarament diferents -més suaus- a les dels dominis adjacents. Després d'haver mesurat les propietats mecàniques tant dels dominis ferroelèctrics com de les parets del domini mitjançant CR-AFM, les tècniques AFM d'excitació de bandes s'utilitzen per comparar mesures mecàniques i electromecàniques en materials ferroelèctrics. Els resultats mostren que el senyal de freqüència de ressonància de contacte de les mesures PFM es pot utilitzar per extreure informació sobre la resposta purament mecànica dels materials ferroelèctrics, concloent que és possible distingir les propietats mecàniques dels ferroelèctrics mitjançant mesures electromecàniques.

[en] Piezoresponse force microscopy (PFM) is a powerful tool for the electromechanical characterization of ferroelectric materials. In this atomic force microscopy (AFM) mode, an external ac voltage excites the sample and its piezoelectric response is measured, providing information about the magnitude, orientation and sign of ferroelectric polarization. However, as I show in this thesis, the PFM contact resonance frequency signal does not depend only on the electromechanical properties of ferroelectrics, but is also affected by the mechanical properties of the material at the nanoscale. The research developed in this thesis focuses on the identification and quantification of mechanical response of ferroelectric materials and their contribution on the total electromechanical response. This thesis shows how the mechanical response of ferroelectrics can be detected and quantified in a non-destructive way using Contact Resonance Atomic Force Microscopy (CR-AFM). This technique has been used to quantify the mechanical response of domains, which depends both on the orientation and on the sign of their polarization. This mechanical asymmetry between oppositely-polarized domains enables the concept of mechanical reading of ferroelectric polarization. In addition to ferroelectric domains, domain walls were also investigated. The mechanical properties of 180° ferroelectric domain walls are found to be distinctly different -softer- than the adjacent domains. After having measured the mechanical properties both of ferroelectric domains and domain walls using CR-AFM, Band Excitation AFM techniques are used to compare mechanical and electromechanical measurements on ferroelectric materials. The results show that the contact resonance frequency signal of PFM measurements can be used to extract information about the purely mechanical response of ferroelectric materials, concluding that it is possible to distinguish mechanical properties of ferroelectrics through electromechanical measurements.