Synthesis of magnetic heterostructures of nanoparticles based on transition metal oxides

Résumé

La nanociencia y la nanotecnología alcanzaron tal grado de desarrollo que el tema central de la mayoría de las investigaciones no son nanoestructuras inidviduales sino sistemas más complejos. Aunque el concepto de materiales híbridos no es nuevo, la idea principal de no sólo acoplar diversos materiales en un composite, sino de crear cierta correlación entre ellos, aparece ahora como principal estrategia de investigación en la nanociencia. Así, por ejemplo, los materiales mutliferroicos de dos fases representan una prometedora opción en cuanto a materiales multifuncionales que exhiben simultáneamente varios parámetros de orden como ferroelectricidad, ferromagnetismo o ferroelasticidad. Particularmente interesante es el controlar la polarización ferroeléctrica mediante un campo magnético y al contrario, la manipulación de la magnetización mediante un campo eléctrico. La devandicha coexistencia en el mismo material implica nuevos y trascendentes fenómenos físicos y por lo tanto posibilidades de aplicabilidad en ciertos dispositivos (por ejemplo, una posible combinación de FeRAM y MRAM ( del inglés ferroelectric and magnetic random acces memories, respectivamente)). Esto motiva el diseño y estudio de sistemas heterogéneos bifase en los que se pueda favorecer un acomplamiento artificial entre los parámetros de orden dos componentes ferroeléctrico y ferromagnético. Los composites nanoestructurados ofrecen esta posibilidad puesto que proporcionan un patrón de conexión entre las fases individuales que los conforman en tres dimensiones. Por lo tanto, la tesis de doctoramiento se centrará en la síntesis (mediante métodos de química coloidal) y en la caracterización estructural, magnética y eléctrica de nuevos tipos de composites formados a partir de nanopartículas de materiales ferroeléctricos y ferromagnéticos. Tales composites, se diseñarán con el fin de optimizar el acoplamiento entre ambos tipos de materiales en función de diversos mecanismos, por ejemplo, mediante un efecto de exchange bias (entre un ferroeléctrico antiferromagnético y un ferromagnético).