Abstract

Durante los últimos años he trabajado en la síntesis y caracterización magnética de arreglos ordenados de nanopartículas, tales como nanohilos, antidots, nanodomos, y nanoanillos asimétricos. El comportamiento magnético de estas nanopartículas es sensible a la geometría de cada elemento individual así como a la geometría del arreglo, lo cual permite un control del mecanismo de magnetización de las partículas, que depende de la competencia entre las energías magnetostática, de intercambio y de anisotropía. Las propiedades que presentan las nanopartículas magnéticas pueden ser útiles para aplicaciones tanto en el área de la biología como en el área tecnológica. El objetivo de este proyecto es estudiar las propiedades magnéticas de nanoestructuras con geometrías simples y complejas. Creemos que mediante la síntesis, caracterización y modelamiento de estas nanopartículas es posible comprender el efecto de la geometría, el tamaño, el tipo de material, las interacciones, defectos, etc, sobre las propiedades magnéticas de estos arreglos. Una de las estructuras en la que estamos interesados son los domos magnéticos. La idea es controlar los parámetros de síntesis para generar una anisotropía perpendicular al substrato de la muestra. Con respecto a los nanoanillos magnéticos, vamos a modificar su geometría para alterar su anisotropía de forma, de modo de poder controlar la coercividad que presentan estos sistemas. Por otro lado, incorporaremos una técnica que mezcla imágenes SEM con simulaciones micromagnéticas para investigar las propiedades magnéticas de películas de antidots reales. Con respecto a los arreglos ordenados de nanohilos esperamos controlar sus parámetros de síntesis. Esto nos permitirá modificar la geometría, material, etc, de estos sistemas, pudiendo observar el efecto que tienen estos factores sobre las propiedades magnéticas de estos arreglos. Además, sintetizaremos nanohilos compuestos de aleaciones magnéticas, lo que permitirá controlar las anisotropías en estos arreglos de nanohilos. La técnica para la síntesis de nanohilos compuestos de aleaciones será mejorada después de una estadía en el Instituto de Materiales de Madrid, España, así como en la Universidad de Hamburgo, Alemania. Para estudiar las propiedades magnéticas de arreglos ordenados de nanotubos vamos a variar sus parámetros geométricos. Para ello sintetizaremos nanotubos mediante la técnica de electrodeposición y mediante la técnica de deposición de capas atómicas (ALD). Claramente esperamos obtener una mejor precisión en el ancho de la pared de los tubos usando ALD. La síntesis de estos nanotubos usando ALD será realizada en la Universidad de Hamburgo, Alemania. Para la fabricación de substratos, utilizaremos el método de anodización de aluminio. Los substratos necesarios para el estudio de nanodomos serán obtenidos a partir de la remoción de la alúmina anodizada, la cual genera un patrón de nanovalles en la placa de aluminio, que se utilizará como molde para la técnica de replica – anti replica. Para la obtención de las nanopartículas magnéticas, utilizaremos diversas técnicas: deposición por capas de átomos (ALD), métodos electroquímicos (electrodeposición), y pulverización catódica en alto vacío (Sputtering). Para la caracterización estructural, utilizaremos microscopios electrónico de barrido (SEM) y de transmisión (TEM), así como microscopía de fuerza atómica (AFM). Para la caracterización magnética, utilizaremos magnetometría clásica con magnetómetros del tipo: muestra vibrante (VSM), de gradiente alternado (AGM) y dispositivos superconductores de interferencia cuántica (SQUID). De forma complementaria utilizaremos microscopía de fuerza magnética (MFM). Para investigar la dinámica de los sistemas magnéticos utilizaremos simulaciones micromagnéticas, principalmente usando el software libre OOMMF, así como otros tales como Magpar y/o Nmag.