Propuestas de Tesis y Prácticas de Laboratorio del Instituto Balseiro PDF Print E-mail

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Física Experimental IV (IB)

 
Título: Caracterización estructural y magnética de films de FePt

Docente: Alejandro Butera y Nadia Álvarez

Lugar de trabajo: Laboratorio de Resonancias Magnéticas

La aleación ferromagnética equiatómica FePt está siendo intensamente investigada en la actualidad por sus potenciales aplicaciones como medio magnético para el almacenamiento de información. Esta aleación suele formarse en una estructura cristalina cúbica FCC con desorden atómico. Esta fase desordenada se caracteriza por poseer una anisotropía magnetocristalina relativamente pequeña, que origina una estructura magnética en forma de tiras o “stripes”.

Se propone investigar las propiedades estructurales y magnéticas de películas delgadas de FePt con diversas técnicas experimentales, fundamentalmente difracción de RX, magnetización dc, resonancia ferromagnética y microscopía magnética, para determinar la influencia de distintos parámetros de crecimiento en la estructura magnética de las películas.

 

Título: Acoplamiento magnetoelástico en películas delgadas magnetostrictivas de FeGa: control del magnetismo

Docente: Julián Milano y Sebastián Bustingorry

Lugar de trabajo: Laboratorio de Resonancias Magnéticas

Este trabajo está enfocado en el estudio de cómo controlar el magnetismo sin el uso de campos magnéticos. Debido al acoplamiento espín-órbita, la aleación FeGa presenta un alto coeficiente de acoplamiento magnetoelástico. Esto da lugar a la posibilidad de manipular sus propiedades magnéticas a través de deformación del cristal.

Se propone el estudio teórico-experimental de dichos cambios a través de modelos micromagnéticos y de experimentos de microscopía y de magnetometría. 

 

Título: Interacción magnética en películas delgadas de Fe/MnAs: control del magnetismo con la temperatura

Docente: Julián Milano

Lugar de trabajo: Laboratorio de Resonancias Magnéticas

Una forma de controlar la magnetización de un film es a través de cambios en la morfología interfacial. A través de diferentes condiciones de crecimiento del MnAs es posible inducir diferentes direcciones de la magnetización en el Fe con temperatura. Este efecto puede ser pensado como un interruptor térmico.

Se propone el estudio a través de Resonancia Magnética de este efecto en función de la temperatura.

 

Título: Magnetorresistencia de películas de FeGa

Docente: Mara Granada

Lugar de trabajo: Laboratorio de Resonancias Magnéticas

Las películas delgadas de Fe1-xGax con espesor de decenas de nanómetros, y para ciertas concentraciones de Ga, presentan una configuración de dominios magnéticos tipo cintas. Al medir la resistencia eléctrica en función del campo magnético, se observa una diferencia importante según la orientación relativa de la corriente y los dominios magnéticos. La principal contribución a esta variación es la magnetorresistencia anisotrópica (AMR).

Se propone estudiar la dependencia con la temperatura de las propiedades de magnetotransporte en una muestra de este tipo. 

 

Título: Estudio de las transiciones electrónicas en compuestos multiferroicos del tipo (RE)CrMnO5

Docente:  Rodolfo D. Sánchez

Lugar de trabajo: Laboratorio de Resonancias Magnéticas

Resumen.

El sistema (RE)CrMnO5 es un óxido donde RE puede ser cualquier tierra rara. Nuestros primeros estudios de magnetización muestran que este compuesto presenta un orden magnético frustrado con preponderancia de interacciones antiferromagnéticas. Encontramos una correlación entre la temperatura de orden y el tamaño de RE, lo cuál indica que la interacción de superintercambio es afectada por las distorsiones estructurales que se hacen más evidente al disminuirr el tamaño de RE. Se propone para este trabajo realizar un estudio por EPR y estudir en profundidad la naturaleza de las interacciones Cr-O-Mn.

Título: Fabricación y caracterización física de sistemas multiferroicos a escala nanométrica

Docente:  Rodolfo D. Sánchez

Lugar de trabajo: Laboratorio de Resonancias Magnéticas

Resumen.

Utilizando la técnica de spray pirólisis se fabricarán nanopartículas de BiFeO3 (perovskita ferroeléctrica). Se estudiarán las propiedades magnéticas y eléctricas del nanmaterial. En particular se realizarán estudios de resistividad eléctrica, capacidad y permitividad compleja a diferentes frecuencias con la finalidad de estudiar la influencia sobre las propiedades eléctricas de las interfases de borde de grano. 

 

 

 

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Licenciatura

  • Título:
    Orientación:
    Director:
    Lugar de trabajo:

     

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Maestría

 

Título: Desarrollo de un magnetómetro de gradiente de campo alterno.

Orientación: Física Tecnológica

Director: Alejandro Butera – This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it

Lugar de trabajo: Laboratorio de Resonancias Magnéticas

 

Objetivos

El objetivo del trabajo es diseñar, desarrollar, construir y probar un magnetómetro de gradiente alterno de campo con una sensibilidad en el orden de 10-6 emu. Se requiere un alumno con inclinación hacia el desarrollo de equipamiento experimental.

El trabajo se desarrollará en las siguientes etapas:

1) Construcción y prueba del sensor piezoeléctrico bimorfo con la extensión y el soporte para las muestras.

2) Diseño, construcción y prueba de las bobinas de excitación que generan un gradiente de campo lineal. Esto incluye la medición de las características dc y ac de las bobinas.

2) Diseño, construcción y prueba del tubo de montaje, la suspensión antivibratoria y el conexionado eléctrico.

4) Programación del software para la automatización del experimento.

5) Otras actividades incluyen la selección de un patrón de calibración, la adaptación de un electroimán para realizar barridos de campo magnético, el diseño de un sistema utilizable a temperaturas distintas a ambiente, etc. 

  

Título: Fabricación y caracterización estructural y magnética de films y multicapas de FeRh.

Orientación: Materia Condensada o Ciencia de Materiales (según el perfil del candidato)

Director: Alejandro Butera – This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it

Lugar de trabajo: Laboratorio de Resonancias Magnéticas

 

Introducción 

Esta propuesta posee como objetivo general la investigación de las propiedades magnéticas de la aleación intermetálica FeRh en forma de film delgado que permitan mejorar la comprensión de la física de materiales magnéticos nanoestructurados. El trabajo será esencialmente experimental, aunque se prevé el desarrollo de modelos teóricos y computacionales para explicar los resultados obtenidos.

        Esta aleación presenta un comportamiento magnético singular ya que es antiferromagnética a temperatura ambiente y transforma a una estructura ferromagnética en 100 C, permitiendo la fabricación de estructuras de multicapas con propiedades magnéticas singulares. 

El proyecto entonces estará centrado en los siguientes temas:

- Fabricación con técnicas de sputtering de films y multicapas magnéticas basadas en la aleación FeRh.

- Caracterización de las propiedades magnéticas de multicapas en función de parámetros tales como el espesor del film, el sustrato utilizado, la naturaleza del espaciador, etc.

- Modelado teórico del comportamiento observado que permita explicar los resultados obtenidos.

 

Plan de trabajo y metodología

Durante el primer cuatrimestre se tratará de capacitar al estudiante en las diversas técnicas de fabricación y caracterización de films. Parte del tiempo será ocupado en la explicación de los fenómenos magnéticos que tienen lugar en estos sistemas y en la enseñanza del manejo de equipos. Los films se fabricarán en el Centro Atómico Bariloche que cuenta con equipos de sputtering adecuados para la fabricación de las muestras que nos proponemos estudiar.

En el segundo y tercer cuatrimestres nos dedicaremos de lleno a la realización de experimentos y su interpretación. Nuestro objetivo es realizar primero un estudio comparativo entre muestras en las que se va cambiando gradualmente el espesor y analizar la influencia de esta variable en el comportamiento magnético. Utilizaremos principalmente técnicas de microscopía de fuerza magnética y de resonancia ferromagnética en lo referido a la influencia de la anisotropía magnética. La primera técnica permite ver la topografía tridimensional y el estado de dominios magnéticos en los films con sensibilidades muy superiores a otros experimentos. La segunda técnica permite discernir los ejes de anisotropía fácil o difícil en muestras magnéticas con magnetizaciones de 10-9 emu, límite muy por debajo al de otras técnicas que miden las propiedades masivas. En una última etapa se planea fabricar estructuras de más de una capa para estudiar las características de las interacciones del FeRh combinado con materiales que poseen diferentes características desde el punto de vista magnético.

Dentro del plan de trabajo se contempla el modelado teórico de las propiedades magnéticas observadas.

Caracterización estructural y morfológica

Para la determinación de las propiedades estructurales y morfológicas disponemos de acceso a las siguientes técnicas: TEM, SEM-EDX, Rayos-X, microscopio AFM.

Propiedades Magnéticas

Para la caracterización magnética se dispone de los siguientes equipos: Magnetización dc (balanza de Faraday, Squid y VSM), Resonancia Paramagnética y Ferromagnética (Bandas L, X, K y Q), Microscopio MFM, Susceptibilidad ac, Magnetotransporte, Espectroscopía Mössbauer).

 

Plan tentativo de cursos (depende de la orientación elegida y de la formación previa del candidato)

Orientación Materia Condensada

Primer semestre:

Física del Sólido (1)

Fenomenología de la materia condensada (1)

Estructura Cristalina y Defectos en Sólidos (1)

 

Segundo semestre:

Magnetismo I y Superconductividad I (1)

Sistemas Mesoscópicos y Nanoestructurados módulo I (1/2)

 

Tercer semestre:

Magnetismo II (1/2)

Orientación Ciencia de Materiales

Primer semestre:

Estructura Cristalina y Defectos en Sólidos (1)

Introducción a la Física Moderna con Aplicaciones a la Teoría de los Materiales (1)

 

Segundo semestre:

Caracterización de Materiales (1)

Magnetismo I (1/2)

Sistemas Mesoscópicos y Nanoestructurados módulo I (1/2)

 

Tercer semestre:

Fenomenología de la materia condensada (1)

 

Título: Efecto Hall de espín inverso en nanoestructuras

Orientación:

Director: Javier Gómez

Lugar de trabajo: Laboratorio de Resonancias Magnéticas

El efecto Hall de espín (SHE) consiste en la separación de cargas en movimiento con diferente proyección de espín por efecto de la interacción espín-órbita, dando lugar a una acumulación es espín en los laterales de la muestra. El efecto inverso (ISHE) consiste en producir una acumulación de carga en los laterales como resultado de aplicar una corriente polarizada en espín.

La inyección de espín puede conseguirse acoplando un material ferromagnético al material no magnético en estudio, y produciendo una condición de resonancia en experimentos de Resonancia Magnética.

Se propone el estudio de este fenómeno en muestras de Pt/Ni80Fe20. El trabajo incluye las siguientes etapas:

Fabricación (sputtering)

Caracterización estructural

Caracterización magnética

Mediciones de ISHE

Interpretación de resultados

 

Título: Micromagnetismo en sistemas nano y masivos

Orientación:

Director: Emilio De Biasi

Lugar de trabajo: Laboratorio de Resonancias Magnéticas

El objetivo es desarrollar herramientas de cálculo con técnicas de micromagnetismo, adaptadas (o adaptables) apara simular los sistemas estudiados en nuestro laboratorio, ya sea que se trate de sistemas masivos como nanoestructurados (nanohilos, nanopartículas, películas delgadas).

 

Título: Acoplamiento magnetoelástico en películas delgadas magnetostrictivas de FeGa: control del magnetismo

Orientación: 

Director: Julián Milano - Sebastián Bustingorry

Lugar de trabajo: Laboratorio de Resonancias Magnéticas

Este trabajo está enfocado en el estudio de cómo controlar el magnetismo sin el uso de campos magnéticos. Debido al acoplamiento espín-órbita, la aleación FeGa presenta un alto coeficiente de acoplamiento magnetoelástico. Esto da lugar a la posibilidad de manipular sus propiedades magnéticas a través de deformación del cristal.

Se propone el estudio teórico-experimental de dichos cambios a través de modelos micromagnéticos y de experimentos de microscopía y de magnetometría. 

 

Título: Cristalografía y magnetismo de óxidos de cobalto frustrados y/o multiferroicos

Orientación: Materia Condensada o Ciencia de Materiales

Directora: Gabriela Aurelio

Lugar de trabajo: Laboratorio de Resonancias Magnéticas

Los óxidos de metales de transición han constituido desde siempre un tema de investigación de alto impacto que constantemente presenta nuevos desafíos, debido a la gran cantidad de propiedades interesantes y posibles aplicaciones que presentan. Entre ellos, se propone para esta Tesis estudiar las cobaltitas RBaCo4O7+d que están siendo muy estudiadas no sólo por sus propiedades magnéticas, electroquímicas y multiferroicas, sino además por ser excelentes candidatos para fabricación de membranas cerámicas para separación y almacenamiento de oxígeno y para cátodos en celdas de combustible.

Propongo en este trabajo estudiar los aspectos cristalográficos y su relación con las propiedades físicas para el sistema CaBaCo4O7 investigando el efecto del dopaje con otros cationes magnéticos y no-magnéticos. La estructura cristalina consiste en el apilamiento alternado de redes de Kagomé y redes triangulares formadas por tetraedros CoO4, que presentan frustración geométrica. Este escenario le brinda un atractivo para estudios de física básica, ya que no son muchos los sistemas donde se presentan redes frustradas de tetraedros de Co. El magnetismo de estos sistemas presenta una dinámica lenta, y se buscará entender los mecanismos que ayudan a remover la frustración magnética y favorecer estados ferromagnéticos y ferroeléctricos. El sistema posee ademas otros ingredientes que necesitan estudiarse con una “suite” de técnicas: orden de carga, diversos estados de spin, transiciones de fase estructurales, etc.

Metodología:

En nuestro Grupo de trabajo realizamos la síntesis de las muestras (policristales cerámicos) y las caracterizamos exhaustivamente. En este caso, se explorarán vías de síntesis de estado sólido y de estado líquido, buscando controlar variables como la sustitución de cationes y el control de vacancias de oxígeno. A través de mediciones de susceptibilidad dc se estudiarán el comportamiento magnético de estos materiales en función de temperatura y campo magnético aplicado. Se determinarán las transiciones de orden magnético y las características de este orden, tanto como su relación con las propiedades eléctricas del material. Se realizarán mediciones de resistividad eléctrica en función de la temperatura y de poder termoeléctrico que permiten estudiar la naturaleza de los portadores de carga, y mediciones de capacitancia con un puente de capacidades de alta precisión para estudiar la permitividad eléctrica de los compuestos multiferroicos.

Sin embargo, el punto fuerte de esta propuesta de maestría será la caracterización estructural, realizando y/o analizando datos de experimentos de difracción de Rayos-X, neutrones y radiación sincotrón, refinamiento de estructuras mediante análisis Rietveld, y estudios de espectroscopía de absorción de rayos X con radiación sincrotrón (XAS: XANES y EXAFS) para estudiar el entorno local de los átomos de Co y demás cationes del compuesto.

Plan de Formación Propuesto (*)

  • Magnetismo I (Materia troncal, MC)
  • Estructura Cristalina y Defectos en Sólidos (Materia troncal, CM)
  • Caracterización de Materiales (Materia troncal, CM)
  • Interacción de Neutrones con la Materia (1/2 materia RM)
  • Técnicas de Luz Sincrotrón (½ materia CM)
  • Introducción a la Cristalografía y a los Métodos de Difracción (1/2 materia CM)
  • Física de óxidos (1/2 materia MC)

(*) El plan de formación es tentativo, el mismo podría ser modificado de acuerdo a la formación previa del estudiante y a la disponibilidad de cursos en los distintos semestres.

 

 

Título: ¿Magnetismo y ferroelectricidad juntos?.

Orientación:    Materia Condensada o Materiales (Magnetismo-Nuevos Materiales)

 

Director: Rodolfo D. Sánchez

Lugar de trabajo: Laboratorio de Resonancias Magnéticas

Resumen.

Un material ferroeléctrico por excelencia no presenta electrones desapareados. Contrariamente, un material feromagnético si necesita de la existencia de electrones desapareados. Sin embargo, a pesar de esta aparente incompatibilidad, en los últimos años se han encontrado unos pocos materiales donde ambas propiedades coexisten al mismo tiempo. Esto es, que ferroelectricidad y ferromagnetismo se pueden observar al mismo tiempo. A estos nuevos materiales se los llama multiferroicos. ¿Cúal es el origen de la multiferroicidad?, es un tema abierto y en discusión. Una de las cosas más interesantes que tienen estos materiales es que mediante campos magnéticos se pueda controlar el carácter piezoeléctrico del material o viceversa, al aplicar un voltaje determinado se puede cambiar la magnetización del material, ¿Cómo es el mecanismo de acople entre estas propiedades?, es una pregunta que muchos investigadores están tratando de responder. Como material de partida utilizaremos partículas huecas preparadas por técnicas aerosol y estudiando sus propiedades magnéticas y de capacidad eléctrica como función de la temperatura y la frecuencia (utilizando un analizador vectorial de impedancias) lograr entender los mecanismos físicos que gobiernan el comportamiento de estos materiales y estructuras.

 

Título: Nanomanipulación y estudio de propiedades interfases en sistemas nanoscópicos individuales.

Orientación: Materia Condensada o Materiales (Nanomagnetismo-Nanotecnología)

Director:  Rodolfo D. Sánchez

Lugar de trabajo: Laboratorio de Resonancias Magnéticas e Instituto Nanociencia y Nanotecnologia

 

Resumen.

Los materiales tienden a cambiar sus propiedades cuando se los lleva a una escala más pequeña. Aparecen nuevos fenómenos, donde muchos de ellos son debido a efectos cuánticos y al confinamiento de los electrones en dimensiones reducidas. En los últimos 15 años nuestro grupo adquirió experiencia sobre las propiedades eléctricas y magnéticas de conjuntos de partículas de reducido tamaño (30 nm), de nanohilos (200 nm de diámetro) y de nanotubos (hasta de 800 nm de diámetro). Estudios bajo campo magnético, sobre no linealidad en las curvas tensión - corriente, así como estudios de las propiedades magnéticas en nanopartículas y nanotubos de diferentes óxidos son algunos de los trabajos que hemos realizado.

¿Se puede medir una curva corriente voltaje de un solo nanohilo o nanotubo?, ¿se pueden observar propiedades cuánticas?, ¿cómo atraviesan los electrones una nanoestructura?. Para trabajar a estas escalas, en la actualidad contamos con un reciente equipamiento moderno y único en latinoamérica por sus características. Este equipo llamado nanomanipulador permite, además de trabajar con estructuras individuales, medir sus propiedades eléctricas (resistencia eléctrica, capacidad eléctrica, curvas tensión corriente) en forma “in-situ” dentro de un microscopio electrónico. Se propone centrar la atención en el estudio de las propiedades eléctricas en nanotubos de óxidos con morfología unidimensional buscando conductividades eléctricas mediadas por efecto túnel cuántico

 

 

 

Título: Desarrollo de nuevos materiales nanocristalinos y su respuesta como sensores de gases.

Orientación: Física Tecnológica  (Nanomagnetismo-Nanotecnología)

Director:  Rodolfo D. Sánchez

Lugar de trabajo: Laboratorio de Resonancias Magnéticas e Instituto Nanociencia y Nanotecnologia

 

Resumen.
 

La emisión de gases tóxicos y peligrosos, tanto de la industria como de los vehículos de transporte, afecta seriamente el medio ambiente provocando polución y contaminación. La necesidad de controlar los niveles o concentraciones y de tener alarmas que indiquen la existencia de una alta concentración de estos, lleva a la necesidad de desarrollar dispositivos que permitan tener una respuesta rápida y eficiente.

En los últimos años, una cantidad importante de nuevos óxidos nanocristalinos y dispositivos están siendo estudiados para este fin. La mayoría de los prototipos de sensores recientes, tratan de aprovechar materiales producidos mediante la nanotecnología. Ante la presencia de gases oxidantes, los cuales se adsorben sobre la superficie del material, causan una reducción de la conductividad electrónica, la cuál recupera sus valores al ocurrir la desorción del gas. En este plan se propone fabricar nanopartículas y nanotubos de óxidos como material sensible, realizar una caracterización de su estabilidad térmica, de sus propiedades electrónicas y fundamentalmente analizar la respuesta del material ante diferentes atmósferas controladas de gases. Para este último fin se diseñará y fabricará una celda de pruebas para los prototipos de sensores con materiales nanoestructurados.

 

 

 

Título: Estudio de Gadolinio en la estructura de UO2.

 

Orientación: Investigación Básica - Experimental y Teórico

Director: Dr. Horacio Salva - This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it

Co-director: Dr. Jorge Garcés - This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it

Lugar de trabajo: Laboratorio de Resonancias Magnéticas y Div. Simulación y Modelado de Materiales

 

Resumen.
El Gd se usa como veneno quemable en los combustibles nucleares a fin de compensar la reactividad,la cual permite prolongar el ciclo del combustible dentro del reactor. En general, hay muy pocosestudios sobre el efecto del Gd en la estructura del UO2, en su distribución en la red cristalina y en elefecto sobre la conductividad térmica del combustible.
En este proyecto se busca encontrar una descripción, centrada en física básica, que nos permitaentender y fundamentar el comportamiento del Gd en UO2. Esta propuesta de tesis de Maestría sebasa en el estudio experimental-teórico de los efectos que tiene el ión Gd3+compuesto UO2. Se propone estudiar a través de mediciones de Resonancia Magnética Electrónica(RME) las posiciones que ocupa el ión de Gd3+propiedades electrónicas y elásticas cuando se incorpora Gd en la estructura del óxido de uranio(UO2). Se busca también conocer si el Gd permanece disuelto al azar o en forma de nano-precipitadosen la fase sólida o en el borde de grano. En primer lugar se intentará fabricar monocristales de UO2, para luego incorporar Gd en formaprogresiva. Es importante destacar que en la bibliografía se indica como sumamente dificultoso elpoder fabricar monocristales de UO2. Son necesarios estos monocristales para poder determinar,mediante RME, la ubicación del ion Gd3+A través del uso de métodos ab initio, se espera poder entender como se modifican las propiedadesestructurales, electrónicas y de defectos del UO2 por la presencia del Gd. Esta información esde fundamental importancia en Ciencia de Materiales desde que estos procesos controlan elcomportamiento de un combustible nuclear a través de la difusividad de las especies y de laestequiometría local.
 
Metodología Experimental: Como método de fabricación de monocristales de óxido de uranio seeligió la fundición del compuesto con un horno de arco eléctrico. Estos trabajos se realizarán en elGrupo de Materiales Nucleares de la GAATN. Ya se han realizado algunas pruebas preliminares quemostraron cristales muy pequeños de tamaño suficiente para obtener, mediante rayos X un patrónde Laue, pero insuficiente como para trabajarlo y obtener un cristal orientado para utilizar en unamedicion de RME. Las mediciones de RME se realizarán en el Grupo de Resonancias Magnéticas dela GAIyANN. Una vez obtenidos cristales de UO2 de tamaño suficiente, se incorporará Gadolinio enforma paulatina, desde porcentajes muy bajos (<1% at Gd) hasta los porcentajes normalmente usadoscomo veneno en los combustibles nucleares (aprox. 8%). Los cristales con menos de 1% de Gd sonlos apropiados para conocer el sitio que ocupa en la red este ión. Este elemento, por ser parte delgrupo de los lantánidos, tiene su momento magnético apantallado por otros electrones con lo cual lainteracción con el campo cristalino de la red donde se encuentra es muy limitada.
 
Metodología Teórica: La teoría de la funcional densidad, en sus diferentes aproximaciones, esactualmente ampliamente aceptada por la comunidad científica internacional para describir laspropiedades derivadas de la estructura electrónica en materiales débilmente correlacionados. Eldesarrollo de la aproximación LDA+U permite estudiar sistemas fuertemente correlacionados conestados localizados. Es muy probable que los óxidos que se pretenden estudiar en este proyectopresenten un comportamiento como el anterior. El objetivo de la parte teórica de este proyecto,que se realizará en la Div. Simulación de Materiales y Combustibles de la GACCN, es estudiar elcomportamiento del Gd en UO2 utilizando para tal fin el método LAPW (Linearized Augmented PlaneWave), como está implementado en el código WIEN2k. Este método es considerado como el métodocomputacional más exacto que existe en la actualidad para el estudio de la estructura electrónica desólidos y de las propiedades estructurales derivadas de la misma.y con métodos ab initio como se modifican lasen la red de UO2, entre otras cosas.

 

Título: Microscopia Magneto-Óptica y Propiedades de Parede de Dominio en Películas Magnéticas Delgadas.


Orientación: 
Física de La Materia Condensada - Propiedades Magnéticas, Teórico-experimental. 

Director: Dr. Javier Curiale - This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it

Co-director: Dr. Sebastian Bustingorry- This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it

Lugar de trabajo: Laboratorio de Resonancias Magnéticas y Teória de Sólidos

 

Resumen.

Los materiales ferromagnéticos se caracterizan por tener una transición desde la fase paramagnética de alta temperatura hacia una fase de baja temperatura llamada ferromagnética, donde existe un orden de largo alcance. En su versión más simple, la fase ferromagnética tiene dos estados posibles en los que los momentos magnéticos apuntan en una dirección (+) o en la dirección opuesta (-); en este caso nos referimos a un material magnético con simetría tipo Ising. Sin embargo, en una aproximación más realista, necesariamente deben contemplarse otros ingredientes que contribuyen a la energía total del sistema, como por ejemplo la energía magnetostática y las simetrías magnéto-cristalinas.

Como resultado de la competencia entre los distintos actores involucrados en la energía libre, surge la posibilidad de coexistencia entre los distintos estados posibles de la fase ordenada. A cada una de las regiones espaciales caracterizada por una magnetización homogénea se la denomina dominio magnético. Cuando en un sistema se da la coexistencia de dominios, necesariamente se debe tener en cuenta la región en la cual la magnetización local cambia su orientación entre un dominio y otro. A esta región de magnetización inhomogénea se la denomina pared de dominio.

Desde un punto de vista tecnológico, son muchos los materiales ferromagnéticos en los cuales la presencia y control de dominios y paredes de dominio es de crucial importancia. En este tipo de sistemas existen distintos parámetros de control, asociados a campos magnéticos, corrientes polarizadas en espín, o deformaciones elásticas, que nos permiten interactuar con las paredes de dominio. En la actualidad está claro que el control de la formación (escritura y borrado) y estabilidad de dominios magnéticos es fundamental en el desarrollo de memorias magnéticas. En este sentido, y dada la necesidad de desarrollar nuevas memorias a escalas cada vez más pequeñas, es que el estudio del control y la dinámica de paredes de dominio en materiales ferromagnéticos se ha vuelto esencial.

En el marco del presente plan de Maestría se propone estudiar por microscopia magneto-óptica perpendicular y utilizando conceptos de la física estadística de sistemas elásticos desordenados la formación y las propiedades geométricas de paredes de dominio en películas ferromagnéticas delgadas. En particular, se estudiaran patrones de dominios en Pt/Co/Pt por tratarse este de un caso arquetípico de sistema magnético con simetría de Ising. Este plan de maestría propone un abordaje unificador y complementario para el estudio de las propiedades magnéticas de este tipo de sistemas, particularmente focalizado en el vínculo entre las propiedades dinámicas del desplazamiento de las paredes de dominio y sus características geométricas. Por un lado, se tomarán imágenes de la estructura de dominios haciendo uso de un microscopio magneto-óptico recientemente montado a tal efecto. Esto implica la optimización del contraste magnético y la implementación de protocolos para la aplicación de pulsos de corriente y campo externo sobre la muestra. A partir de dichas imágenes, se pretende obtener la dependencia de las propiedades geométricas en función del campo magnético aplicado. Para ello, se deberán desarrollar herramientas teóricas, que podrán ser acompañadas de simulaciones numéricas, y que permitan obtener las magnitudes relevantes.

  CurialeMaestria

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Doctorado

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Last Updated on Monday, 23 June 2014 17:36
 
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