Polimeros

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
Y ELÉCTRICA







Doctorado en Ingeniería de los Materiales

Protocolo de Tesis


Síntesis de nanocompositos de Nd0.05Bi0.95Co0.05Fe0.95O3/PX y CoFe2-xNdxO4/PX (x= 0 - 0.10; PX= PVDF) vía Electro-hilado y su potencial aplicación en dispositivos multiferroicos.

Proponentes: Dr. Virgilio A. González González(Asesor)
LQI Netzahualpille Hernández Navarro

Ciudad Universitaria, 8 de Junio de 2012
1. INTRODUCCIÓN

Actualmente, el desarrollo tecnológico y las nuevas demandas de la sociedad del mañana exigen el desarrollo constante de nuevos materiales con propiedades nuevas o mejoradas, capaces de satisfacer las necesidades de distintas áreas como la electrónica, el tratamiento de aguas, elalmacenamiento de energía, la óptica, etcétera.

En la década pasada aparecieron un sinfín de nuevos o mejorados materiales que revolucionaron la tecnología y el mundo como lo conocemos, desde la magnetoresistencia colosal hasta la ferrotoroidicidad que han conducido a la miniaturización de los dispositivos electrónicos.

En la carrera por estudiar materiales con aplicación tecnológica, se busca queestos presenten no solo una propiedad y aplicación, sino múltiples propiedades funcionales que le den una potencial aplicación en la industria y la tecnología. Para esto se hace necesario combinar materiales con diversas propiedades para dar un compuesto con propiedades nuevas o mejoradas.


1.1 Multiferroicos

Existen muy pocos materiales que exhiben múltiples propiedades funcionales; una deestas clases de materiales son los llamados multiferroicos [1]. Los multiferroicos son interesantes porque exhiben simultáneamente polarización ferromagnética y ferroeléctrica, ferroelasticidad y ferrotoroidicidad y un acople entre al menos dos de ellas. Debido al acople de red no trivial entre los dominios magnéticos y eléctricos (efecto magnetoeléctrico) [2,3] la polarización magnética puedeser cambiada aplicando un campo eléctrico; así como la polarización ferroeléctrica puede ser cambiada aplicando un campo magnético. Como consecuencia, los multiferroicos ofrecen conceptos físicos interesantes y aplicaciones a nuevos dispositivos, lo cual ha vuelto a despertar el interés de los investigadores sobre estos materiales.

Recientemente, los materiales multiferroicos han atraído muchaatención debido a la coexistencia de la ferroelectricidad, ferromagnetismo y ferroelasticidad. Se espera que las interacciones entre estas propiedades lleven a la obtención de nuevos dispositivos tales como memorias ferroeléctricas de acceso aleatorio (FeRAM), sensores, etc. El BiFeO3 (BFO) es uno de los pocos multiferroicos que existen. Este óxido posee una estructura tipo perovskita romboédricadistorsionada (a=b=c=5.63 Å, α=β=γ=59.4°) a temperatura ambiente, con un grupo espacial R3c [4] y fases antiferromagnética y ferroeléctrica con relativamente altas temperaturas de Curie (TC∼1100 K) y Néel (TN∼673 K) respectivamente [5]. En forma de polvo, BiFeO3 presenta polarización espontanea de 3.5 μC/cm2 a lo largo de la dirección (001) y 6.1 μC/cm2 a lo largo de la dirección (111) [6]. Además,la ferrita de bismuto es antiferromagnética (AFM) tipo-G a lo largo de la dirección [1 1 1] y [0 0 1] en estructuras pseudo-cubicas o romboédricas, aunque se ha observado, en algunas investigaciones, que en fase pura se puede observar un débil ferromagnetismo [7]. Para preparar materiales que presenten un momento magnético, el cual produzca acoplamiento magnetoeléctrico, es necesario obtenerpartículas menores a 64 nm, debido a la supresión de su estructura anti ferromagnética cicloidal, Figura 1. Además dopar el BFO con metales de transición y tierras raras ha demostrado una efectiva mejora de las propiedades ferroeléctricas de las muestras [8].

Sin embargo, los multiferroicos de una sola fase no son los únicos materiales en presentar el fenómeno. También existen materiales...