Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC) han sintetizado dos nuevos materiales híbridos orgánico-inorgánico interesantes para aplicaciones en dispositivos electrónicos. El primero de ellos se magnetiza bajo un pequeño campo magnético externo, mientras que el segundo puede ser modificado eléctrica y magnéticamente sólo con estímulos térmicos.
Una línea muy intensa de la investigación actual en nuevos materiales es conseguir compuestos con propiedades magnéticas y eléctricas modulables y controlables, cuyo destino principal serían futuras aplicaciones en el campo de la electrónica.
Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC), del Laboratorio Davy-Faraday de la Royal Institution (Reino Unido) y de la Universidad de Innsbruck (Austria), han sintetizado un material híbrido orgánico-inorgánico que se ordena magnéticamente a bajas temperaturas, convirtiéndose en un ferrimagneto.
Esta propiedad magnética se ha podido correlacionar con los cambios estructurales de del material cristalino. Así lo han podido ver los investigadores, que han resuelto la estructura a 213, 187, 161, 130 y 123 grados Kelvin (equivalentes a -60, -86, -112, -143 y -150 grados C). El volumen de las celdas del cristal decrece a medida que la temperatura desciende y se produce un cambio más brusco a 123 grados K debido a una transición de fase. A la vez que se modifica su estructura, también lo hace su comportamiento magnético debido a una mayor interacción entre los componentes del material. Al llegar a 6.6 grados kelvin (266,4 grados C bajo cero) el material se magnetiza espontáneamente bajo un campo magnético externo débil. Por el contrario, si el campo magnético aplicado es mayor, no se observa ordenamiento magnético.
Aquí recae la singularidad de este material, explica Concepción Rovira, investigadora del Instituto de Ciencia de Materiales, "ya que se le puede inducir una magnetización simplemente con sutiles diferencias experimentales, lo cual es sumamente interesante para posibles aplicaciones de este material en dispositivos electrónicos".
Cambios en magnetismo a través de la temperatura
En una línea semejante, los mismos investigadores del ICMAB-CSIC y de la Universidad de Innsbruck juntamente con investigadores del Instituto de Problemas Químico-Físicos de Chernogolovka (RAS) en Rusia, están trabajando en nuevos sistemas químicos capaces de presentar cambios en sus propiedades a temperaturas más asequibles
Se ha conseguido un éxito con la síntesis de un nuevo material conductor que presenta varias formas polimórficas que se interconvierten reversiblemente a temperaturas de 395 y 185 grados Kelvin (equivalentes a 122 y -88 grados C) es decir unos 100 grados por encima y por debajo de la temperatura ambiente.
Los estudios estructurales, de conductividad y magnetismo muestran que las distintas fases del material tienen comportamientos eléctricos y magnéticos diferentes por lo que, en estos materiales, un pequeño estímulo térmico puede inducir cambios en sus propiedades.
Los dos tipos de materiales están basados en sales de derivados del TTF (tetrathiafulvaleno), compuesto que desde el descubrimiento del primer metal orgánico en 1972 está resultando clave en esta área. Desde hace pocos años, se intenta desarrollar materiales que combinen las propiedades de conductividad y magnetismo así como estabilidad para su aplicación en dispositivos electrónicos.
Íntima relación entre estructura y propiedades
La manera en que están ordenadas las moléculas de un material como, por ejemplo, un cristal, determina sus propiedades. Si un material es sometido a cambios externos, como variaciones en la temperatura, la presión o la irradiación, puede modificarse la estructura y, por tanto, se obtienen nuevas propiedades y nuevas posibles aplicaciones.
Al variar estos estímulos externos, el material pasa de una estructura a otra "como si fuera un interruptor", indica concepción Rovira. En el caso de estos compuestos híbridos se ha logrado que estas variaciones sean muy sutiles, lo que los hace "singularmente interesantes para posibles aplicaciones en dispositivos electrónicos", añade.
Además, la naturaleza orgánica de estos materiales (formados por carbono, hidrógeno y azufre) hace que sean "más flexibles y procesables, es decir, que se puedan adaptar e integrar mejor en circuitos electrónicos".
Jesus Antonio Castillo Parra
C.I. 15.430.564
CRF
Esta propiedad magnética se ha podido correlacionar con los cambios estructurales de del material cristalino. Así lo han podido ver los investigadores, que han resuelto la estructura a 213, 187, 161, 130 y 123 grados Kelvin (equivalentes a -60, -86, -112, -143 y -150 grados C). El volumen de las celdas del cristal decrece a medida que la temperatura desciende y se produce un cambio más brusco a 123 grados K debido a una transición de fase. A la vez que se modifica su estructura, también lo hace su comportamiento magnético debido a una mayor interacción entre los componentes del material. Al llegar a 6.6 grados kelvin (266,4 grados C bajo cero) el material se magnetiza espontáneamente bajo un campo magnético externo débil. Por el contrario, si el campo magnético aplicado es mayor, no se observa ordenamiento magnético.
Aquí recae la singularidad de este material, explica Concepción Rovira, investigadora del Instituto de Ciencia de Materiales, "ya que se le puede inducir una magnetización simplemente con sutiles diferencias experimentales, lo cual es sumamente interesante para posibles aplicaciones de este material en dispositivos electrónicos".
Cambios en magnetismo a través de la temperatura
En una línea semejante, los mismos investigadores del ICMAB-CSIC y de la Universidad de Innsbruck juntamente con investigadores del Instituto de Problemas Químico-Físicos de Chernogolovka (RAS) en Rusia, están trabajando en nuevos sistemas químicos capaces de presentar cambios en sus propiedades a temperaturas más asequibles
Se ha conseguido un éxito con la síntesis de un nuevo material conductor que presenta varias formas polimórficas que se interconvierten reversiblemente a temperaturas de 395 y 185 grados Kelvin (equivalentes a 122 y -88 grados C) es decir unos 100 grados por encima y por debajo de la temperatura ambiente.
Los estudios estructurales, de conductividad y magnetismo muestran que las distintas fases del material tienen comportamientos eléctricos y magnéticos diferentes por lo que, en estos materiales, un pequeño estímulo térmico puede inducir cambios en sus propiedades.
Los dos tipos de materiales están basados en sales de derivados del TTF (tetrathiafulvaleno), compuesto que desde el descubrimiento del primer metal orgánico en 1972 está resultando clave en esta área. Desde hace pocos años, se intenta desarrollar materiales que combinen las propiedades de conductividad y magnetismo así como estabilidad para su aplicación en dispositivos electrónicos.
Íntima relación entre estructura y propiedades
La manera en que están ordenadas las moléculas de un material como, por ejemplo, un cristal, determina sus propiedades. Si un material es sometido a cambios externos, como variaciones en la temperatura, la presión o la irradiación, puede modificarse la estructura y, por tanto, se obtienen nuevas propiedades y nuevas posibles aplicaciones.
Al variar estos estímulos externos, el material pasa de una estructura a otra "como si fuera un interruptor", indica concepción Rovira. En el caso de estos compuestos híbridos se ha logrado que estas variaciones sean muy sutiles, lo que los hace "singularmente interesantes para posibles aplicaciones en dispositivos electrónicos", añade.
Además, la naturaleza orgánica de estos materiales (formados por carbono, hidrógeno y azufre) hace que sean "más flexibles y procesables, es decir, que se puedan adaptar e integrar mejor en circuitos electrónicos".
Más información:
Institut de Ciència de Materials de Barcelona
Susana Garelik
Telf. 935 80 18 53
s.garelik@icmab.es
Institut de Ciència de Materials de Barcelona
Susana Garelik
Telf. 935 80 18 53
s.garelik@icmab.es
Jesus Antonio Castillo Parra
C.I. 15.430.564
CRF
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