Proyectos
PROPIEDADES FÍSICAS DE ALEACIONES MAGNÉTICAS BLANDAS
Resumen
El fenómeno de magnetorresistencia gigante (MRG) [1,2] que ocurre en algunos materiales magnéticos preparados en forma de películas delgadas y compuestos granulares, cuando son expuestos a campos magnéticos de moderada intensidad (1-3 kOe) y el de magnetorresistencia colosal (MRC) que se presenta en manganitas tales como, óxidos ferromagnéticos metálicos del tipo Ln1-xAxMnO3 (Ln = La, Pr, Sm, Nd; A = Ca, Sr, Ba, Pb) a campo alto (superiores a 3 kOe) han sido objeto de intenso estudio recientemente debido a que pueden propiciar el desarrollo de nuevos dispositivos involucrados en la tecnología de grabación, tales como, memorias magnetoelectrónicas [3], cabezas de lectura magnética [4] y válvulas de espín [5]. Otro fenómeno que ha suscitado bastante interés entre la comunidad científica es el de la magnetoimpedancia gigante (MIG), el cual se presenta en algunos materiales magnéticos blandos cuando por ellos fluye una corriente eléctrica alterna de magnitud (IAC) y frecuencia (f) en presencia de un campo magnético uniforme externo de baja intensidad. Éste fenómeno ha sido observado en materiales magnéticos blandos basados en Fe, Co, con diferentes geometrías y estructuras, tales como: cintas amorfas [6-9] y nanocristalinas [10], hilos amorfos [11,12] y nanocristalinos [12], películas delgadas amorfas [13], fibras permalloy [14,15], materiales cristalinos [16], microtubos electroplateados [17,18], aleaciones nanocristalinas [19-21], microhilos amorfos recubiertos con vidrio [22-24] y microhilos nanocristalinos recubiertos con vidrio [24]; además, ha recibido bastante atención últimamente no sólo por su interés científico básico sino también porque posee posibilidades de aplicaciones en sensores de campo magnético (sensores de corriente y posición) [25] y sensores magnetoelásticos (sensores de tensión y evaluación de la magnetostricción) [26]. Otro fenómeno que se ha observado [27,28] muy recientemente es la rotación mecánica espontánea de hilos magnéticos cuando se les aplica un campo magnético axial alterno (frecuencia del orden de KHz). Este novedoso fenómeno se ha manifestado exclusivamente hasta el momento en hilos magnetostrictivos, y tiene posibilidades de aplicaciones en rotores magnéticos. En nuestro País, los materiales que exhiben los fenómenos de MRG y MRC son estudiados en diferentes Laboratorios, sin embargo, el estudio de los materiales magnéticos que exhiben el fenómeno MIG y los que presentan el de rotación espontánea es muy escaso e incipiente. Este proyecto nace como respuesta a la necesidad de suplir esa ausencia, se enmarca dentro de los estudios relacionados con el fenómeno MIG que ha venido realizando [29] el grupo de Magnetismo y Materiales Avanzados (GMMA), gestor del presente proyecto desde el año 2001, dando continuidad a sus actividades de investigación. El proyecto tiene dos objetivos generales a saber: (1) Estudiar las propiedades de magnetotransporte (magnetoimpedancia gigante y efecto Hall dc y ac), magnéticas (magnetización dc y susceptibilidad ac), y estructurales de aleaciones amorfas magnéticas blandas en forma de cintas del tipo: (a) Fe73.5-xCrxNb3Cu1Si13.5B9 con x = 0, 2, 4, 6, 8 y 10; (b) Co80-xFexB10Si10 con x = 6, 8 y 10; y (2) Analizar si existe o no una correlación de las anteriores propiedades (magnetización, susceptibilidad ac, efecto Hall ac y dc) y estructurales con el fenómeno MIG. Como un objetivo especifico se plantea, evaluar cual de los anteriores materiales y en que intervalo de frecuencia presentan una razón MIG-ruido grande que permita el diseño de un prototipo de sensor de campo magnético adaptado para detectar la o el movimiento de una pieza. Las propiedades estructurales, magnéticas y de transporte de las aleaciones amorfas magnéticas blandas de Fe73.5-xCrxNb3Cu1Si13.5B9 y Co80-xFexB10Si10, se estudiarán a través de las técnicas de difracción de rayos-X, magnetometría de muestra vibrante MMV, susceptibilidad ac, magnetoimpedancia y efecto Hall. Es importante resaltar que las diferentes técnicas mencionadas anteriormente se encuentran disponibles en la Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales. Estos estudios posibilitarán determinar el uso potencial de estos materiales en el desarrollo de nuevos dispositivos, además, contribuirán al esclarecimiento de los mecanismos responsables del fenómeno MIG que se presenta en esos materiales. En el proyecto participarán los siguientes estudiantes: (1) un estudiante de Doctorado en Física, (2) un estudiante de Maestría en Física y dos estudiantes de pregrado de Ingeniería Física, vinculados al grupo de Magnetismo y Materiales Avanzados; esto refleja, el grado de compromiso que tiene este grupo con la formación científica de talento humano tanto con la Universidad Nacional de Colombia como con la sociedad Colombiana. En el desarrollo del proyecto, el grupo GMMAM, contará con las colaboraciones de los siguientes grupos: (1) Superconductividad del Departamento de Física de la Universidad Federal de Pernambuco, Recife, Brasil, (2) Laboratorio de Sólidos Amorfos de la Universidad de Buenos Aires y (3) con la colaboración del Doctor Manuel Vázquez, Profesor-Investigador adscrito al Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), de Madrid-España. La interacción con los anteriores grupos y con diferentes grupos de Colombia, impulsará y permitirá la formación y consolidación de una red en el área de magnetismo en nuestro país.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA NACIONAL DE INVESTIGACIÓN 2008
Modalidad:MODALIDAD 1. APOYO A TRAVÉS DE PROYECTOS A GRUPOS DE INVESTIGACIÓN CONSOLIDADOS (CLASIFICADOS EN CATEGORÍA "A" EN EL SISTEMA NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Responsable