Investigadores fabrican nanoestructuras magnéticas
Publicado : 19 abril de 2021
Proceso de síntesis realizado en el laboratorio permitió convertir un material «no magnético» (antiferromagnético, hematita) en uno «magnético» (ferrimagnético, magnetita). Además, este magnetismo puede ser controlado variando el espesor de las láminas, por lo que pueden ser usadas en potenciales aplicaciones tecnológicas, como sensores y/o sistemas de almacenamiento de información.
«Es como si una hoja de papel la convirtiéramos de repente en un imán de esos que se pegan en el refrigerador» explica el Dr. Rafael Melo, investigador de la Universidad Autónoma de Chile y del Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y Nanotecnología, CEDENNA, quien participa como coautor en el paper Structural, morphological and magnetic properties of iron oxide thin films obtained by atomic layer deposition as a function of their thickness.
El investigador, junto a un grupo interdisciplinario de científicas y científicos de la Universidad de Santiago de Chile y de la Universidad de Playa Ancha, realizó un proceso de reducción térmico de hematita (Fe2O3) a magnetita (Fe3O4).
La transformación se logra al calentar la hematita por sobre los 400° C durante unas 4 horas, de forma que los enlaces de sus átomos se debiliten. Este proceso se realiza bajo una atmósfera de hidrógeno (H2), de forma que parte del oxígeno de la hematita se transforma en vapor de agua (H2O), convirtiéndose la hematita en magnetita.
Este componente exhibe una respuesta magnética intensa frente a campos externos, es decir, responde frente a la presencia de un imán. Además, esta respuesta tiene directa relación con el espesor de las películas.
El grosor también incide en el color. «Variando su espesor tendremos láminas de distinto tono sin necesidad de pintarlas» complementa el investigador de la Universidad Autónoma de Chile.
A futuro, el equipo quiere utilizar el mismo mecanismo de síntesis para fabricar en CEDENNA, nanoestructuras más complejas de magnetita, «como los nanotubos magnéticos, sistemas que tienen dos superficies funcionalizables. Estas nanoestructuras permitirán aumentar considerablemente la superficie activa del sistema, ya sea que se use como catalizador o para almacenar «algo» en el interior de los tubos» relata el Dr. Rafael Melo.
Además, tratarán de obtener aleaciones magnéticas mezclando distintos materiales ferromagnéticos, como son el cobalto, el níquel y el hierro. Estos experimentos son posibles gracias al equipamiento existente en distintos laboratorios que fueron financiados por el Fondo de Equipamiento Científico y Tecnológico, Fondequip.