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Magnetismo y materiales magnéticos

El Departamento Magnetismo y Materiales Magnéticos (D3M) forma parte de la Gerencia de Física del Centro Atómico Bariloche de la Comisión Nacional de Energía Atómica, ubicada en San Carlos de Bariloche, Río Negro, Argentina. La investigación desarrollada en el laboratorio, que se realiza a través de distintas colaboraciones con otras instituciones del país y del exterior, complementa la formación académica del Instituto Balseiro de la Universidad Nacional de Cuyo. Nuestras principales actividades incluyen la investigación básica y aplicada orientada al estudio de propiedades magnéticas de materiales con aplicaciones en medicina, espintrónica, ciencia de materiales y sensores asociados a actividades convencionales y al sector nuclear.

Somos un grupo de investigación multidisciplinar con más de 50 años de experiencia en magnetismo y materiales magnéticos con aplicaciones en electrónica, instrumentación y medicina. Nuestro laboratorio cuenta con excelentes antecedentes de producción científica y reconocimiento internacional. En la actualidad, estudiantes de doctorado además de postdoctorados provenientes de Argentina, Brasil, Chile, Cuba, Perú y Colombia constituyen un rico grupo multicultural, explorando los límites del conocimiento en el área del magnetismo a escala micro y nano. 

Nuestra producción científica incluye artículos publicados en revistas internacionales, patentes y tesis doctorales que se han publicado desde su fundación. Históricamente, el laboratorio tiene una producción de más de 800 artículos en revistas internacionales (un promedio de más de 16 artículos / año en un período de 50 años). Hemos publicado artículos, más de 250 artículos revisados por pares y 7 patentes (nacionales e internacionales) en la última década. Desde 2010 se han defendido 13 tesis doctorales cuyos temas principales incluyen diferentes aspectos del magnetismo en materiales a granel, películas delgadas, nanopartículas y dispositivos espintrónicos.

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

Investigaciones en Ciencia Básica

  • Estudio del magnetismo de películas delgadas:
    • Se estudian las propiedades magnéticas y de transporte de aleaciones de metales de transición. En aleaciones basadas en Ni y Co, se estudia el efecto Hall de Espín en bicapas y multicapas.
    • Se investigan los efectos magnetoeléctricos en heteroestructuras multiferroicas, tanto en películas metálicas como en óxidos.
    • Se desarrollaron heteroestructuras ferroeléctrico/ferromagnéticas como potenciales llaves para corriente de espín.
    • Mediante microscopía magneto-óptica se estudia la dinámica del movimiento de paredes de dominios magnéticos en multicapas de Pt/[Co/Ni]n/Ta,Al y en películas de Gd FeCo y Pt/Co/Pt, en particular en el régimen de “creep”. El comportamiento universal subyacente en este tipo de sistemas nos permite obtener información muy valiosa sobre los mecanismos involucrados en el proceso de magnetización de las películas delgadas.

Investigadores:

 Esquema de la conversión de corriente de espín en corriente de carga en un antiferromagneto sintético.

Medición de efecto Hall de espín inverso en una bicapa ferromagneto/metal pesado

Investigaciones en Ciencia Básica

  • Nanopartículas Magnéticas
    • Esta línea incluye la síntesis, el control morfológico y el estudio del orden magnético e interacciones en nanopartículas de ferritas y sistemas bi-magnéticos core-shell. Además, se estudian, tanto desde el punto de vista teórico como experimental e incluyendo estudios in vitro, las pérdidas magnéticas de nanopartículas en presencia de un campo alterno para hipertermia de fluido magnético. En esta línea, se diseñan, funcionalizan y se determina la toxicidad parcial de nanopartículas de ferrita para posibles aplicaciones biomédicas; por último, se investiga la capacidad de absorción de microondas en bajos campos de estas nanopartículas.

Investigadores: 

  • Emilio De Biasi 
  • Enio Lima Jr.  
  • Mariana Raineri
  • Dina Tobia 
  • Marcelo Vazquez Mansilla
  • Elin Winkler
  • Roberto Zysler

Imagen de microscopía de alta resolución de nanopartículas con estructura carozo/cáscara.

Representación artística del proceso de relajación magnética (crédito: Pablo Bernasconi)

Investigaciones en Ciencia Básica

  • Óxidos
    • Se estudian las propiedades multiferróicas de estos tipos de sistemas; para la escala Nano, se estudian los efectos de interfaz vislumbrado potenciales futuros desarrollos en sensores de gases, campos y líquidos volátiles.

Investigadores:

Sensibilidad al ácido acético de los óxidos LaFeO3 (LFO) y Cr1.8Ti0.2O3 (CTO) en función del tiempo.

Partículas huecas de Cr1.7Ti0.3O3 sintetizadas por el método de spray pyrolysis. 

Investigaciones Aplicadas

  • El desarrollo y bio-funcionalización de nanopartículas para bio-medicina, basado en nanopartículas funcionalizadas con biomoléculas específicas (proteínas, anticuerpos, etc.), con uso específico para sistemas de detección de enfermedades en dispositivos del tipo lab-on-chip.
  • Desarrollo de materiales para detectores de radiación ionizante y sensores de radiación de campo mixto: se desarrollan materiales micro- y nanométricos, uni- o bi-funcionales, para su uso como sensor por medio de la formación de defectos que pueden ser analizados con EPR para su identificación y cuantificación. Los materiales están basados en L-Alanina, Hidroxiapatita y Formiato de Litio, tanto como partículas únicas o con partículas magnéticas embebidas en una matriz de microcristales de algunos de estos compuestos.
  • Área nuclear: determinación de concentración de Gd en pastillas de combustible nuclear de UO2, propiedades magnéticas de aceros irradiados, materiales magnéticos para el posicionamiento de barras de control del reactor.
  • Desarrollo de junturas túnel magnéticas basadas en materiales ferromagnéticos, superconductores y ferroeléctricos.

Investigadores:

Representación gráfica del proceso de tratamiento de desprendimiento de retina utilizando nanopartículas magnéticas.

Espectro de EPR de moluscos recolectados en Puerto Lobos a partir de los cuales puede determinarse a que época geológica pertenecen.

Ilustración esquemática del perfil de concentración de Gd en pastillas de combustible nuclear UO2:Gd2O3. Datos basados en una interpolación lineal de los resultados experimentales obtenidos por EPR. La escala cromática indica el gradiente de concentración.

CARRERAS VINCULADAS

  • Doctorado en Física,
  • Doctorado en Ingeniería

CONSULTAS  Y CONTACTO | Jefe de grupo: Julian Milano – milano@cab.cnea.gov.ar

Tel.: 294 444 5100 – internos 

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