Proyectos
Fabricación y caracterización de hexaferritas BaCo_2 Ti_2 Fe_8 O_19,BaCoFe_8 O_19 y BaCo_x Fe_(1-x) O_19 y Sr_3 Co_2 Fe_24 O_41
Resumen
Las hexaferritas son materiales que se descubrieron en 1950 [1] y que recientemente están siendo fuertemente estudiados debido a sus aplicaciones (adicionalmente a su aplicación como imanes permanentes se pueden mencionar aplicaciones en dispositivos de almacenamiento de información y componente de dispositivos eléctricos de alta frecuencia) [2-7], al potencial económico (cubren el 90% del mercado en materiales magnéticos) [8] y al descubrimiento de efecto magnetoeléctrico a altas temperaturas [9]. Existe una gran cantidad de familias de hexaferritas: M (CatFe12O19) , Z ferritas (Cat2Me3Fe24O41), Y ferritas (Cat2Me2 Fe12O22), W ferritas (CatMe2 Fe16O27), X ferritas (Cat2Me2 Fe28O46) y U ferritas (Cat4Me2 Fe36O60) donde Cat es un catión de Sr, Ba, Zn Ni o Mg sustituido o dopado y Me es un ion pequeño +2 como Co, Ni o Zn [10]. Como ya se mencionó, uno de los aspectos más importante de este tipo de materiales fue el descubrimiento de propiedades magnetoeléctricas a temperatura ambiente en una ferrita tipo Z (Sr2Co3Fe24O41). Los magnetoeléctricos son materiales que poseen propiedades ferroeléctricas y ferromagnéticas en la misma fase y en los que hay polarización espontánea al aplicar campo magnético y/o magnetización al aplicar un campo electrico. Aspecto que ha hecho que grupos de investigación se hayan volcado hacia el estudio de estos materiales. Existen algunas hexaferritas que presentan esta característica, entre ellas la Hexaferrita Z Sr3Co2Fe24O41 [9,11], la hexaferrita M Ba(Fe,Sc,Mg)12O19 [12], BaFe12x-bScxMgbO19 [13] y las hexaferritas Y Ba2Mg2Fe12O22 [14,15] y (Ba,Sr)2Zn2(Fe,Al)12O22 [16]. Dado que esta familia de materiales presenta muchas características interesantes, no solo en la posibilidad que brinda en el desarrollo de nuevos dispositivos, sino además que desde el punto de vista de la física fundamental ya que han surgido algunas mediciones experimentales que discrepan de los modelos teóricos planteados [17, 18, 19]. Es decir que aún no hay consenso sobre los mecanismos de interacción que tienen lugar en estructuras magnetoeléctricas. Desde hace un par de años los grupos de física de nuevos materiales y microscopía electrónica iniciaron independientemente trabajos con el fin de fabricar y caracterizar morfológicamente, estructuralmente, y determinar la magnetización y polarización de hexaferritas [13, 20]. Por otro lado se inició por primera vez en estos materiales en el grupo de microscopía electrónica la aplicación de técnicas presentes en el microscopio electrónico de transmisión con el fin de poder visualizar la estructura de dominios y su correlación con la estructura cristalina [21] técnica novedosa ya que permite medir la magnitud del campo en los dominios del material [22] Es de esta manera que es este trabajo plantea el mejoramiento en la síntesis mediante el método citrato de algunas fases ya estudiadas. Las estructuras propuestas que mostraron resultados interesantes en trabajos previos están basadas en hexaferritas M y Z. Así, los compuestos propuestos son: BaCo2 Ti2 Fe8 O19,BaCoFe8 O19,BaCox Fe(1-x) O19 hexaferritas M y Sr3Co2Fe18O41 hexaferrita Z Las técnicas que se aplicarán a todas las muestras fabricadas son: Difracción de rayos X con refinamiento Rietveld, Microscopía Electrónica de Barrido con EDX, medidas de magnetización y polarización eléctrica y microscopía electrónica de transmisión con su técnica de difracción de área seleccionada. Además, a algunas de las muestras que por la intensidad del campo eléctrico o magnético inducido o por el tipo de magnetización que se presente se les hará medidas de holografía electrónica en el microscopio electrónico de transmisión y microscopía de Lorentz. Para este trabajo se requiere tantop el concurso profesores expertos en la síntesis de materiales para ello se vinculará a un profesor del departamento de química, como en la caracterización por las técnicas mencionadas mediante profesores del departamento de física.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA NACIONAL DE PROYECTOS PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN, CREACIÓN E INNOVACIÓN DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2016-2018
Modalidad:Modalidad Única
Responsable