06/C263

 

Materiales magnetostrictivos

Magnetostrictive materials

 

Director: RAMOS, Carlos Alberto

Correo electrónico: cramos@cab.cnea .gov.ar

 

Integrantes: CAUSA, María Teresa; VASSALLO, Ettore; PEREZ, Julio César; BENAVIDEZ, Rubén

 

Resumen Técnico: Este proyecto está orientado al estudio de fenómenos magneto-estructurales en sistemas magnéticos concentrados. Los materiales magnéticos, tanto ferro- como antiferro-magnéticos sufren, al ordenarse magnéticamente, un cambio en las dimensiones de la red cristalina conocido como magnetostricción espontánea [1].  Por otra parte la estructura en que cristaliza un material magnético como, por ejemplo, el caso del Cobalto, afecta en forma directa sus cualidades magnéticas intrínsecas. En efecto, Co resulta un material relativamente “blando” magnéticamente si su estructura es cúbica o de gran “dureza” magnética en su fase hexagonal, cualidades asociadas a la facilidad con que se puede magnetizar el material en diferentes direcciones [2,3]. Por tanto el estudio y la correlación entre las propiedades magnéticas y estructurales es de gran importancia en la comprensión de las propiedades magnéticas de los materiales. La expansión térmica en materiales magnéticos es una técnica que ayuda en la determinación de la naturaleza de las transiciones magnéticas [4] y ha sido empleada para caracterizar compuestos con coexistencia de fases, como es el caso de las “manganitas” [5] que presentan un fenómeno de compentencia entre una fase magnética metálica y otras de características aisladoras asociada con un volúmen mayor y conocida como “orden de carga” [6,7].  En otros sistemas, como son los nanohilos magnéticos de Ni crecidos por electrodeposición en matrices auto-organizadas de alúmina nanoporsa, hemos observado una disminución anómala de la anisotropía magnética al disminuir la temperatura de 300K a 77K. Una posible explicación a este fenómeno podría basarse en efectos magneto-elásticos entre los hilos de Ni (de aproximadametne 35nm de diámetro) y la matriz de alúmina por anclaje con la matriz. A fin de estudiar este fenómeno proponemos estudiar en función de temperatura los parámetros de red del Ni en un equipamiento de rayos X que puede operar a bajas temperaturas disponible en los laboratorios del Centro Atómico Bariloche.  En este proyecto se propone estudiar mediante expansión térmica, mediciones de las propiedades magnéticas, y otras asociadas a la caracterización de los materiales de estudio, los fenómenos asociados a los mencionados efectos magnetrostictivos que son efecto de este estudio. La actividad a desarrollar incluye la formación de recursos humanos en la investigación científica orientada hacia la Ciencia de Materiales mediante la realización de trabajos de tesis de grado y posgrado.

 

 

Summary: This project is oriented to the study of magneto-structural phenomena in magnetically concentrated systems.The magnetic materials, being ferro- or antiferromagnetic, undergo changes in the lattice parameters known as spontaneous magnetostriction. On the other hand the structure in which a given material crystallizes influences in a direct form its intrinsic magnetic properties (such as the case of Co, which can be a “soft” or “hard” magnetic material depending on whether the lattice is FCC or HCP). Therefore the study and correlation of these megnetic properties with the structural characteristics of the materials is of great importance. The thermal expansion of the magnetic materials is a technique that helps determining the nature of the magnetic transitions and has been employed to characterize compounds with phase coexistence, as the case of “manganites”, that present a phase competition phenomenum between a metallic and insulating phases. This insulating phase, depending on the amount of electronic doping, can develop into a charge-ordered state which has a larger volume. The amount of this charge-ordered phase can be tuned by the application of laboratory magnetic fields and its effects be seen in the magnetostriction of the sample. In other systems, such as the Ni magnetic nanowires grown be electrodeposition into self-organized nanoporous alumina, have been observed to behave in an anomalous way when the temperature is decreased from room to liquid nitrogen. Indeed, as the temperature is decrease, the systems undergo an anisotropy change from easy axis (room temperature) to an easy plane at low temperature.  A possible explanantion of this phenomenum can be based in magneto-elastic effects between the Ni nanowires of about 35 nm diameter and the alumina matrix that produce a clamping effect. In order to study this effect we attempt to measure the lattice parameter with a low-temperature X-ray diffraction apparaturs available at the materials research laboratory.  In this project we will study, by means of thermal expansion, the magnetic, and other properties related to the caracterization of the materials the magnetostrictive phenomena in a variety of materials.  This project includes the formation of students in a graduate and post-graduate level in Materials Science and Condensed Mater Thesis.