Los miembros del grupo han desarrollado actividades de investigación tendientes al estudio de materiales magnéticos en películas delgadas, superredes, tricapas y material policristalino, en los cuales se han realizado algunos aportes tendientes a la comprensión de las propiedades de materiales magnéticos, interacciones Ferro-Antiferro y Ferro-Superconductividad. Producto de esta investigación se preparó una propuesta de proyecto de investigación en 2003 que fue presentada con el grupo de Optoelectrónica en el cual estábamos vinculados los miembros del grupo de Materiales Magnéticos y Nanoestructuras. Desde ese momento el grupo se consolidó mediante el trabajo en equipo, realizando seminarios semanales en magnetismo, dirigiendo tesis de estudiantes de maestría y publicando a nivel nacional e internacional y se creó una nueva linea de investigación en Materiales Magnéticos inexistente previamente en la Universidad del Quindío.
Este primer proyecto fue aprobado por Conciencias en el mismo año (2003) y se inició como proyecto 1113-050137-10 de conciencias en 2004. Resultado del trabajo continuado se han obtenido aportes al conocimiento de materiales magnéticos materializados en diferentes publicaciones internacionales, la presentación de un segundo proyecto de investigación en cooperación con el grupo de películas delgadas de la Universidad del Valle en la convocatoria Conciencias 2005 (en proceso de evaluación), presentación de resultados en eventos nacionales (Congreso Nacional de Física) e internacionales (Magnetism and Magnetic materials 2004, March Meeting APS 2004, March Meeting APS 2005, SNS 2004), un semillero de investigación en magnetismo y tres trabajos de maestría en desarrollo.
Una familia de óxidos que está siendo estudiada intensamente es la que incluye las perovskitas de Manganeso, en particular un compuesto como La2/3(Ca-Sr)1/3MnO3 el cual tiene una fase metálica ferromagnética en la cual presenta magnetorresistencia. Lo anterior lo sugiere como un componente esencial para cualquier tipo de detectores de campo magnético o como materiales para almacenamiento magnético de datos, sensores magnetoresistivos, imanes permanentes, materiales de baja histéresis para micro y nano motores, etc. Adicionalmente estos materiales son fuente importante en el conocimiento fundamental del magnetismo, y se han constituido en objeto de investigación de diversos grupos de investigación nacionales e internacionales[ ] con los cuales hemos venido realizado trabajos conjuntos[ ]. En estos materiales se ha estudiado entre otros, el efecto del desorden (en la subred de oxígeno) inducido térmicamente, sobre la transición BKT, problemas de segregación de fase, efectos de estrés, y, tamaño y frontera de grano en su respuesta magnética.
La interacción de las propiedades magnéticas de los materiales anteriormente mencionados, con las propiedades superconductoras del YBCO ha sido también estudiada. En el estudio de la interacción manganitas-superconductividad se ha encontrado un efecto de proximidad de largo alcance. En particular en superredes Ferromagnéticas-superconductoras (Manganita-YBCO), se estudió el efecto de los espesores de las capas sobre las propiedades magnéticas y superconductoras, y se identificó la existencia de acoplamiento de las superredes evaluando la respuesta magnética de las superredes[ , , ].
Otro efecto estudiado es el de la interacción Ferro-Antiferro. Esta interacción ha sido evaluada a través del estudio de la respuesta resonanrte EPR de material policristalino. En particular se han estudiado cadenas magnéticas presentes en las espinelas ZnCdCr2S4, en las cuales se remanifiesta competencia de tipo ferro-antiferromagnético que explican la transición a la fase magnética vidrio de spin en dichas espinelas . Además se ha demostrado la existencia de dominios superparamagnéticos.
Otro material en estudio es el de las Ferritas, el cual es de especial interés por su transición de alta temperatura y las múltiples aplicaciones tecnológicas que ello conlleva (núcleos magnéticos, dispositivos en comunicaciones, detectores etc. Estos materiales han sido fabricados por el grupo por la técnica de pulverización catódica y estudiados por la técnica magneto-óptica basada en el efecto Kerr (MOKE). Los efectos de espesor de las películas sobre la respuesta magnética están siendo evaluados.
Otro tipo de estructuras o materiales magnéticas de especial interés son en las cuales la magnetización es perpendicular a la superficie y tienen temperatura de curie menor de la temperatura ambiente, como las multicapas CoPd/Pd, las cuales han sido desarrolladas por el grupo Hitachi-GST dirigido por el doctor Andreas Berger. Sobre estos materiales obtenidos a través de la cooperación del Grupo de Películas Delgadas de la Universidad del Valle, hemos realizado estudios de magnetización por medio del MOKE, y estamos en la actualidad realizando el diseño de la electrónica que nos permita obtener diagramas FORC para el estudio del desplazamiento de paredes de dominios. El desarrollo de software y modelamiento teórico de la respuesta magnética de dichos materiales es de gran importancia en su estudio. En esta dirección y de manera complementaria el estudio de los materiales magnéticos estamos realizando algunos estudios que puedan a corto plazo ayudar a dar respuesta a algunas preguntas abiertas como el efecto de la dimensionalidad sobre el campo coercitivo, la creación de vórtices de espines y su desplazamiento en el material, el efecto de las interfases y la interdifusión etc. |
OBJETIVOS
¿ Aportar al conocimiento fundamental de materiales magnéticos, nanoestructuras y nanopartículas magnéticas.
¿ Estudiar interdisciplinariamente, desde el punto de vista teórico y experimental, nuevos materiales con miras a sus aplicaciones tecnológicas, biológicas o industriales.
¿ Aportar en el diseño y mejoramiento de técnicas de caracterización magnética.
¿ Aportar en el diseño de procesos de sinterización de nanopartículas.
¿ Desarrollar modelos y software de simulación para la evaluación de materiales magnéticos.
¿ Formación de recurso humano en la línea de Materiales Magnéticos.
RETOS
¿ Desarrollar proyectos conjuntos con grupos de Investigación Nacionales e Internacionales.
¿ Patentar o Registrar mejoramientos en las técnicas de caracterización.
¿ Patentar o Registrar mejoramientos en las técnicas de sinterización de nanopartículas.
¿ Facilitar el desarrollo de tesis doctorales en el grupo.
¿ Crear una nueva línea de investigación en nanopartículas.
¿ Estandarizar los equipos de medición diseñados en el grupo.
VISION
A mediano plazo (2-5 años)
Proveer a nivel nacional un laboratorio de caracterización de propiedades magnéticas estandarizado. Facilitar y apoyar el desarrollo de tesis doctorales y de Maestría. Dentro del grupo. Adicionalmente desarrollar proyectos de investigación conjunta con instituciones nacionales e internacionales. Realizar aportes al desarrollo tecnológico y científico del país. |
¿ Aportar al conocimiento fundamental de materiales magnéticos, nanoestructuras y nanopartículas magnéticas.
¿ Estudiar interdisciplinariamente, desde el punto de vista teórico y experimental, nuevos materiales con miras a sus aplicaciones tecnológicas, biológicas o industriales.
|
Los materiales magnéticos tienen inmediatas aplicaciones, asi como el estudio de los nanomateriales y nanoestructuras. Todas ellas requieren de la participación interdisciplinaria de investigadores en el area de la biología, la química y la física médica. Con profesionales en todas estas areas se han desarrollado trabajos de investigación con miras a aplicar los resultados del estudio básico desarrollado en el grupo. Especificamente se estan desarrollando estudios de aplicaciones de nanoparticulas fabricadas por el grupo, como marcadores biologicos, y se esta proponiendo en un nuevo proyecto la fabricacion de materiales que conlleven a la fabricacion de sistemas de detección de gas.
Tenemos convenios firmados con:
EL CENTRO DE INVESTIGACION EN CIENCIA E INGENIERIA DE MATERIALES DE LA UNIVERSIDAD DE COSTA RICA (COSTA RICA)
EL CENTRO DE EXCELENCIA EN NUEVOS MATERIALES. COLOMBIA
EL GRUPO DE PELICULAS DELGADAS DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAS DE PERU
EL GRUPO DE PELICULAS DELGADAS DE LA UNIVERSIDAD DEL VALLE
EL GRUPO DE MATERIALES COMPLEJOS DE LA UNIVERSIDAD CONPLUTENSE DE MADRID
|
