Investigadores de la Universidad de Konstanz han desarrollado un método para sintetizar nanopartículas de óxido de europio (II), un semiconductor ferromagnético que es relevante para el almacenamiento y transporte de datos
Los semiconductores ferromagnéticos son materiales funcionales prometedores que pueden utilizarse en el campo de la electrónica basada en espines (espintrónica). La espintrónica es de crucial importancia para el almacenamiento y transporte de información. Los investigadores también demostraron que las nanopartículas tienen propiedades magnéticas conferidas por su estructura. Los resultados del proyecto de investigación conjunta se han publicado en el número del 20 de noviembre de 2017 de la revista científica Materiales avanzados .
Las propiedades de las nanopartículas anisotrópicas y magnéticas están en el centro del proyecto de investigación. Anisotrópico significa que la forma y el magnético, Las propiedades ópticas o electrónicas no son idénticas para todas las direcciones espaciales de la partícula. Esto, a su vez, permite investigar no solo las propiedades nuevas y a menudo mejoradas de los materiales nanoestructurados, pero también las propiedades adicionales causadas por la anisotropía.
Producir nanopartículas a partir de semiconductores ferromagnéticos como el óxido de europio (II) constituye un gran desafío, especialmente en geometría anisotrópica. "El objetivo es profundizar nuestro conocimiento para que podamos modular y acceder a las propiedades de los nano-sistemas bajo demanda, "dice el autor principal Trepka. Usando su método especial, Los investigadores lograron producir nanopartículas de EuO anisotrópicas y de alta calidad que se pueden utilizar para observar los efectos de las propiedades estructurales.
El método se basa en un proceso de dos etapas. En un primer paso se produce un material híbrido que consta de componentes orgánicos e inorgánicos, que ya es anisotrópico. En el siguiente paso, el material híbrido se trata con vapor de europio. Como resultado, se convierte químicamente en EuO. En este caso, la forma de las nanopartículas es tubular. "Este método es interesante porque no se limita a formas tubulares. También es posible producir varillas, "explica Bastian Trepka.
Es más, los investigadores pudieron demostrar que las propiedades magnéticas del óxido de europio (II) semiconductor están realmente relacionadas con la forma de su nanoestructura, o más bien la anisotropía. Después de un tratamiento adicional mientras intentaba generar pruebas contrarias, las formas tubulares desaparecieron, resultando en diferentes propiedades. "Los físicos experimentales realizaron mediciones que confirmaron los resultados que habían sido simulados por los físicos teóricos. Esto nos permitió desarrollar ideas sobre cómo la estructura provoca este comportamiento magnético particular, "explica Bastian Trepka.
"Lo realmente especial de nuestro proceso es la separación del control de la estructura y la transformación química. Podemos obtener diferentes formas del mismo material al influir en la forma a través del control del proceso. De esta manera siempre conseguiremos que el material adopte la forma que necesitamos, "dice Trepka. En el caso del óxido de europio (II), se trata de una nanotransformación topotáctica que mantiene su dirección cristalina:es tubular tanto antes como después del tratamiento.
"Un material inteligente con una variedad de propiedades, ", dice Bastian Trepka sobre el óxido de europio (II). Sobre todo, tiene una estructura cristalina simple. "Podemos explicar los cambios en las propiedades apelando a las estructuras cristalinas, que están predeterminados. "Esto es ideal para la investigación básica.
