Líneas de Investigación
Evaluación Externa por la Agencia Estatal de Investigación: "Grupo Excelente"
Perovskitas de manganeso con magnetorresistencia colosal
Hoy en día, los discos duros emplean cabezales de lectura basados en el efecto de la Magnetorresistencia Gigante (MRG). Los materiales que poseen esta propiedad tienen la capacidad de mostrar enormes variaciones de resistencia eléctrica ante la presencia de pequeñas variaciones de campo magnético. La importancia de estos materiales para la industria tecnológica es evidente. Existen además, algunos compuestos con valores de magnetorresistencia tan elevados que han dado lugar a la Magnetorresistencia Colosal (MRC). Estos materiales son una familia de óxidos mixtos de manganeso con estructuras derivadas del tipo estructural perovskita.
Esta línea de investigación se dirige al diseño y síntesis de nuevas superestructuras relacionadas con la no-estequiometría en la subred aniónica y/o catiónica de las perovskitas de manganeso. El estudio de la relación existente entre su microestructura y los fenómenos de orden-desorden permite analizar cómo pequeñas variaciones de composición influyen notablemente en las propiedades magnéticas y de transporte de estos óxidos funcionales. El objetivo es optimizar su comportamiento y desarrollar nuevos materiales útiles como sensores magnetorresistivos a temperatura ambiente.
Colaboradores en la línea de investigación
Prof. A. Hernando (IMA, UCM), Prof. José L. Martínez (ICMM, CSIC, Madrid), Prof. Mar García-Hernández (ICMM, CSIC, Madrid)
Síntesis, estructura y propiedades de óxidos funcionales.
Los óxidos semiconductores transparentes (TCO) con alta estabilidad química y conductividad térmica son materiales funcionales prometedores, con aplicaciones en optoelectrónica, como pantallas planas, emisores ópticos y células de energía solar, sensores de gases a alta temperatura, … debido a sus propiedades conductoras y luminiscentes. El factor clave para su aplicación en optoelectrónica reside en la presencia de vacantes oxígeno y en su interacción con los dopantes que se introducen en la estructura.
Esta línea de investigación se centra en la preparación mediantes diferentes métodos de síntesis de materiales semiconductores y el estudio de sus propiedades luminiscentes, lo que permite correlacionar la influencia que tienen las sustituciones catiónicas y la microestructura, así como los defectos estructurales, sobre las propiedades óptico-electrónicas de los mismos
Colaboradores en la línea de investigación
Prof. Pedro Hidalgo (Dept. Física de Materiales, UCM), Prof. A. Duncan (Inst. Polytehcnique, Lausanne, Suiza), Dr. Yoshio Matsui (National Institute for Materials Sciences, NIMS, Tsukuba (Japón), Prof. Osamu Terasaki (Stockholm, University, Sweden)
Microscopía electrónica de transmisión con resolución atómica
La reciente incorporación de correctores de aberración esférica a los microscopios electrónicos de transmisión (TEM) ha abierto la posibilidad de combinar técnicas espectroscópicas y de imagen con resolución atómica. El incremento de la resolución espacial, combinada con la capacidad de análisis químico a escala atómica mediante espectroscopia de pérdida de energía de los electrones (EELS) o de dispersión de energía de rayos X (EDS), permite ampliar el conocimiento estructural y analítico de los materiales con el fin de mejorar y optimizar sus propiedades. Su utilización cubre un amplio espectro de metodologías y técnicas asociadas a la microscopía con aberración corregida: i) obtención de imágenes de alta resolución ii) uso de nuevas metodologías para mejora de resolución (método de precesión, tomografía), iii) EDS y EELS, iv) técnicas de contraste Z - HAADF (campo oscuro a alto ángulo).
La caracterización de defectos puntuales y extensos mediante técnicas de imagen de campo claro y campo oscuro combinada con la obtención de mapas químicos (EELS y EDS) con resolución atómica, así como con el estudio de estados de oxidación de los metales de transición mediante el análisis de espectros EELS de alta resolución en energía permite una exhaustiva caracterización tanto química como estructural de óxidos policristalinos y nanoóxidos con propiedades magnéticas, magnetorresistentes y catalíticas. El objetivo es obtener un completo conocimiento de los materiales funcionales estudiados que permita entender su respuesta macroscópica para finalmente optimizar sus propiedades.
Se dedica particular atención a la formación de nuevos científicos para el uso de la emergente generación de microscopios electrónicos dotados de correctores de aberración y monocromadores capaces de alcanzar una resolución entre puntos inferior a 1 Å. La importancia de estos avances tecnológicos permitirá abordar información hasta ahora difícil de obtener con respecto a i) visualización de elementos ligeros y de los entornos metal-oxígeno en óxidos, ii) determinación de la estructura electrónica, iii) descripción de interfases y superficies, iv) átomos aislados dopantes y v) caracterización de defectos.
Colaboradores en la línea de investigación:
Dr. J. García García (ICTS Centro Nacional Microscopia Electrónica, UCM), Prof. J. J. Calvino (Univ. Cádiz), Dr. F. Peiró (Univ. Barcelona), Dr. M. Varela (Dept. Física Aplicada III, UCM), Prof. O. Terasaki (Univ. Estocolmo), Prof. O. Stephane (Univ. Paris Sud
Colossal magnetoresistant Manganese related Perovskites
Structure-properties relationship in luminescent semiconductor Na2O-Ga2O3-TiO2 oxides
