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Conocidas como un material semiconductor magnético diluido, las películas producidas por Andrés Jhovanny Bohórquez Garzón, magíster en Ciencias - Física de la U.N., forman parte de una tendencia mundial que ha centrado su atención sobre estos desarrollos por su capacidad para transportar carga eléctrica en mejores condiciones que los conductores tradicionales.
“El estudio de semiconductores es muy importante porque estos no solo exhiben sus propiedades, sino también propiedades magnéticas, lo que permite aplicarlos en diferentes áreas científicas, de las cuales el equipo se concentró en los materiales espintrónicos”, comenta el magíster, quien forma parte del Grupo de Investigación en Materiales Nanoestructurados y sus Aplicaciones, del Departamento de Física de la U.N.
La espintrónica, considerada una revolución en el campo de la microelectrónica, se basa en una propiedad del electrón conocida como “espín”, que en física se describe como el “momento angular intrínseco de una partícula” y se emplea para caracterizarla, junto con su masa y su carga eléctrica. Se trata de una tecnología diferente a la electrónica, cuyo fundamento físico se basa en el flujo de la carga eléctrica –o corriente eléctrica– que recorre un material.
Según explica el físico, en la última década ha aumentado la investigación en este campo, en busca de materiales que no solo trabajen como semiconductores sino como materiales magnéticos, con lo que se permitiría almacenar información y construir detectores de radiación, útiles a la hora de producir termómetros de radiación.
“En la actualidad la idea es trabajar en nuevas tecnologías y materiales que permitan realizar un uso más eficiente de la energía. Tener un material que sirva para aplicarlo en dos propiedades diferentes implica ahorro y sostenibilidad”, asegura el físico.
La fabricación
En esta línea de investigación, el magíster fabricó y caracterizó un material semiconductor magnético diluido, a partir de dióxido de titanio dopado con cobalto. Con base en este se elaboraron películas delgadas mediante el método de “co-pulverización catódica asistida por campo magnético”.
El procedimiento consiste en erosionar un blanco, que es similar a una moneda hecha de dióxido de titanio, y dirigir las partículas emitidas hacia un sustrato, que para esta ocasión fueron láminas de vidrio, sobre el que se forman las películas. Entre tanto, el dopaje con cobalto de las muestras se llevó a cabo erosionando otro blanco hecho de este elemento de transición.
El material resultante fueron películas delgadas de apariencia opaca, visiblemente uniformes y de color negro, las cuales se tornaron más transparentes y de color café después de recocerlas a temperaturas mayores a 500 °C.
Además se hicieron otros experimentos de deposición variando distintos parámetros de fabricación como el tiempo de depósito, la temperatura del sustrato y el tipo de sustrato empleado. A las muestras resultantes se les evaluó su estructura cristalina, su morfología, la presencia de estructuras nanométrica y propiedades ópticas como la capacidad de reflejar, absorber o transmitir la luz.
En ese aspecto se encontró que el material es mejor detectando longitudes de onda ultravioleta, cualidad que se puede emplear en termómetros de radiación. “El material fabricado se puede utilizar en un régimen específico de longitudes de onda, una aplicación interesante porque muchas industrias requieren de termometría sin contacto para procesos a alta temperatura como las fundiciones de hierro”, indicó el investigador.