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martes, 21 de septiembre 2021
21/09/2021
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Generales

Líneas de Investigación

Lineas de Ingestigación

Películas delgadas

La línea se concentrará en el desarrollo de proyectos que involucran la producción y caracterización de materiales como: óxidos de hierro, dióxido de titanio dopados con materiales magnéticos, manganitas, superconductores de alta temperatura crítica, materiales termoeléctricos y nitruro de titanio en forma de película delgada. También se realizarán proyectos enfocados al desarrollo de dispositivos usando bicapas o multicapas de los materiales arriba mencionados. Los desarrollos que impliquen heteroestructuras y materiales que puedan ser útiles en spintronica.

La caracterización de las muestras se concentrará en medidas eléctricas, térmicas, rayos X, microscopía de tunelamiento electrónico, espectroscopia Raman, efecto Kerr magneto óptico, absorbancia y tramitancia entre otras. Con la colaboración de los grupos con los que se tiene convenio de cooperación se pueden realizar otro tipo de medidas como: Microscopía de Infrarrojo, Rutherford Backscattering, SEM, TEM, fotorreflectancia y termorreflectancia.

Se ha venido trabajando desde la parte teórica en la estructura electrónica, propiedades de materiales, fonones, y sistemas de baja dimensionalidad, propiedades ópticas y de transporte. Proyectos sobre el estudio de propiedades de materiales mediante la espectroscopía de aniquilación de positrones, los cuales usan métodos de primeros principios como superposición atómica(ATSUP), combinación de orbitales de "muffin-tin" LMTO, etc. Proyectos sobre cálculos de primeros principios utilizando métodos de dinámica molecular, Simulación Montecarlo para propiedades magnéticas de películas delgadas, etc.

Espectroscopía mössbauer

Con esta línea se pretende contribuir a nivel nacional e internacional en el entendimiento de las propiedades magnéticas, químicas y cristalográficas de los óxidos y oxihidróxidos de hierro puros y dopados. Sintetizar compuestos de hierro en el laboratorio utilizando diferentes métodos. Estudiar muestras ambientales, así como productos de corrosión, suelos, sedimentos, meteoritos, rocas volcánicas, etc. Acercarnos a la industria para apoyarla con nuestros conocimientos en materiales, tales como pigmentos, materiales magnéticos, suelos, carbones, y en general minerales de hierro y manganeso.

También en caracterización de materiales ya que dominamos varias técnicas esenciales. Dominar diferentes modelos teóricos que describen el comportamiento magnético, las propiedades electrónicas y la dinámica de redes de los compuestos de hierro de interés. Además, explorar las posibilidades de simular algunas de sus propiedades magnéticas, con modelos de Heisenberg y método de Montecarlo. Construir diferentes partes de un espectrómetro Mössbauer.

Materiales nanoestructurados

El estudio de los efectos de tamaño finito sobre las propiedades físicas de materiales ocupa un área importante tanto en investigación básica como aplicada en lo que se denominan sistemas nanoestructurados. La disminución de la razón superficie/volumen, (sistemas con granos nanométricos, nanopartículas, ó películas delgadas), modifica en gran medida las propiedades de estos materiales. Concretamente en el campo del magnetismo la anisotropía de superficie puede inducir la orientación perpendicular de los momentos magnéticos en la superficie y dominar sobre la anisotropía de volumen. Tales aspectos han permitido incrementar en varios órdenes de magnitud las densidades de almacenamiento en los llamados medios de grabación magnética perpendicular. Sin embargo los mecanismos que expliquen los cambios en las propiedades magnéticas de estos sistemas siguen siendo motivo de debate.

Lo anterior nos motiva a poner a consideración esta propuesta en la que se propone el estudio de las propiedades magnéticas y ópticas de diferentes sistemas, principalmente óxidos semiconductores (e.g. ZnO, SnO2, TiO2 y dopados), óxidos de tierras raras ( Manganitas y superconductores de alta temperatura crítica) y óxidos de hierro, importantes en el campo del magnetismo, sometidos a procesos de moliendas de diferente energía en atmósferas que preserven la naturaleza química del material precursor, síntesis química y también obtenidos en forma de películas delgadas mediante pulverización catódica. En cuanto a la metodología, se procederá inicialmente con la preparación de muestras utilizando los métodos mencionados y variando en estos distintos parámetros. Los productos obtenidos serán caracterizados por espectroscopía Mössbauer, difracción de rayos X, microscopía, y técnicas magnetométricas utilizando el PPMS. Así mismo se llevará a cabo una caracterización óptica de algunas de las muestras para determinar los efectos del dopaje sobre la respuesta óptica. El principal resultado que se espera obtener de esta investigación es un entendimiento más profundo de los mecanismos de imanación y coercitividad, y su relación con la microestructura, sobre las propiedades magnéticas de estos sistemas, así como un fortalecimiento de la línea de investigación en magnetismo y con otros grupos de investigación adscritos al CENM. Adicionalmente se llevará a cabo la simulación Monte Carlo de las propiedades magnéticas de dichos sistemas considerando hamiltonianos tipo Ising y Heisenberg involucrando términos de campo, y de anisotropía que nos ayuden a la interpretación de los resultados experimentales.

Llevar a cabo un estudio simulacional Monte Carlo y/ó dinámica molecular de las propiedades magnéticas de diferentes sistemas nanoestructurados incluyendo películas delgadas tanto de diferentes óxidos de hierro como de aleaciones basadas en hierro. Explorar para ello diferentes modelos como Heisenberg e Ising teniendo también en cuenta las contribuciones de anisotropía.

 
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