Es reconocido que el confinamiento y los efectos de tamaño finito alteran las propiedades magnéticas de los materiales. Recientemente ha sido revelado que estos efectos de tamaño finito pueden ser empleados para nuevas aplicaciones magnéticas, como en dispositivos espintrónicos. De esta forma, es de gran importancia entender los comportamientos magnéticos de bloques de construcción individuales, los cuales eventualmente serán insertados dentro de estructuras más complejas para efectuar nuevas funciones. Adicionalmente a esta relevancia tecnológica, también desde el punto de vista de la investigación en ciencia básica, existen excitantes preguntas fundamentales que aún permanecen sin respuesta, las cuales surgen de la interacción de las modificaciones inducidas de forma y de tamaño finito del comportamiento magnético.

La investigación en el Centro de Excelencia para Nuevos Materiales (CENM) se enfocará en nanoestructuras híbridas usadas para el control de inyección de espines con el fin de crear una corriente polarizada de espines que sea útil para el transporte dependiente de espín (es decir, en aplicaciones de válvulas de espín). Películas de intercambio elástico y aleaciones de nanocristales que combinan capas ferromagnéticas blandas y duras dentro de compuestos (composites) con mejores características, tienen el potencial de trascender las propiedades de los imanes comerciales más fuertes del mundo, NdFeB.

Coordinador Responsable: Prof. Germán Pérez – Grupo de Metalurgia Física y Teoría de Transiciones de Fase – Universidad del Valle – Cali. geperez@univalle.edu.co

Grupos de investigación y laboratorios participantes:

• Grupo de Investigación en Películas Delgadas – Universidad del Valle – Grupo reconocido por Colciencias – 2004.
• Grupo de Metalurgia Física y Teoría de Transiciones de Fase - Universidad del Valle - Grupo reconocido por Colciencias – 2004.
• Grupo de Investigación en Estado Sólido – Universidad de Antioquia – Grupo reconocido por Colciencias – 2004.
• Grupo de Investigación en Nuevos Materiales – Universidad Nacional de Colombia – Grupo reconocido por Colciencias – 2004.
• Grupo de Investigación en Bajas Temperaturas – Universidad del Cauca – Grupo reconocido por Colciencias – 2004.
• Grupo de Investigación en Optoelectrónica - Universidad del Quindío - Grupo reconocido por Colciencias – 2004.
• Grupo de Investigación en Materiales y Plasma- Universidad del Tolima - Grupo reconocido por Colciencias – 2004.
• Grupo de Investigación en Materiales Compuestos - Universidad del Valle - Grupo reconocido por Colciencias – 2004.

Áreas específicas

• Preparación y caracterización de sistemas magnéticos con base en óxidos de hierro y de manganeso
• Óxidos nanomagnéticos: Magnetismo, óxidos magnéticos y propiedades magnéticas a nanoescala
• Simulación teórica y numérica del comportamiento magnético de los materiales
• Aleaciones magnéticas Nanocompuestas y Nanoestructuradas para materiales magnéticos duros y blandos

Objetivos

• Producir óxidos con base a hierro y a manganeso en forma de películas delgadas por sputtering así como en forma de polvos nanoestructurados por los métodos de aleamiento mecánico y sol-gel.
• Sintetizar por diferentes técnicas de crecimiento materiales magnéticos nano-óxidos de VOx, manganitas dopadas del tipo LaMnO₃ en forma de películas delgadas y heteroestructuras para desarrollar un conocimiento fundamental de materiales de óxidos magnéticos nanocristalinos para aplicaciones en electrónica y espintrónica.
• Medición y estudio de la estructura, morfología, propiedades de magnetotransporte de los sistemas nano-óxidos sintetizados para obtener un entendimiento claro de los factores químicos que controlan el comportamiento físico microscópico para longitudes de escala desde la atómica hasta la mesoscópica, y usar este entendimiento para diseñar y luego sintetizar sistemas de óxidos nuevos en los cuales el ordenamiento electrónico pueda ser controlado.