Descubierto un nuevo material magnético bidimensional que impulsará la Nanoelectrónica

Un investigador ARAID del Instituto de Nanociencia de Aragón ha determinado la estructura de este material gracias a las imágenes con resolución atómica obtenidas en el microscopio Titán

El trabajo, que publica la revista Nature, abre una nueva vía para el desarrollo de dispositivos de memoria de muy alta densidad

El investigador aragonés de la Fundación ARAID, César Magén, en colaboración con otros grupos de investigación de Holanda, España, Alemania, Francia y Argentina, ha descubierto un nuevo material magnético bidimensional fabricado artificialmente en los defectos que presenta un óxido en forma de película delgada. Estas investigaciones, que se acaban de publicar en la revista científica Nature, se han llevado a cabo en uno de los microscopios electrónicos de ultra alta resolución Titán, ubicados en el Laboratorio de Microscopías Avanzadas (LMA) del Instituto de Nanociencia de Aragón (INA) de la Universidad de Zaragoza.
Su trabajo en el Titán ha permitido observar por primera vez este nuevo material magnético sintético y determinar las propiedades físicas y químicas del mismo con resolución atómica. Este nuevo material se forma en los pequeños defectos (paredes de dominio) que se forman entre zonas de la película con diferente orientación (dominios). Estos defectos tienen su origen en las tensiones creadas por la adaptación de la película a un determinado sustrato, lo que se conoce como ingeniería de tensiones (strain engineering). Son estos defectos los que sirven como sirven como nanoreactores para la formación de esta nueva estructura artificial.
Este nuevo óxido sintético y bidimensional de espesor atómico está compuesto de una ordenación muy precisa de átomos de terbio y manganeso, gracias a la cual presenta a baja temperatura un fuerte magnetismo muy localizado. En función del espesor de la película que lo alberga, se puede sintetizar gran número de estos defectos que albergan estas estructuras atómicas, con una separación de mínima de hasta 5 nanómetros.
Estos ingredientes abren una novedosa vía para el desarrollo de dispositivos de memoria de muy alta densidad en los que, estructuras bidimensionales de este tipo o sintetizadas por esta misma ruta, puedan usarse como bits de información en Nanoelectrónica. También abre el camino para explorar la síntesis de materiales similares con otras funcionalidades (conductoras, ferroeléctricas, superconductoras, etc.).
 
Los microscopios Titán
Los Titán son microscopios electrónicos de última generación que permiten observar la estructura microscópica de la materia por debajo de la escala de 1 angstrom (diez veces más pequeño que un nanómetro, diez mil millonésima parte del metro), el tamaño típico de los átomos. Por tanto, este microscopio permite realizar estudios estructurales y químicos átomo a átomo para conocer las propiedades físicas de la materia en la nanoescala.
Los microscopios electrónicos Titán del LMA instalados en el INA, que se encuentran entre los más avanzados del mundo, permiten analizar la estructura y composición química de los materiales con la precisión de un átomo, lo que está contribuyendo decisivamente a la realización de investigaciones muy destacadas en Nanociencia. Este centro, que comenzó su actividad hace cinco años, ya ha cosechado ya un gran número de resultados importantes con publicaciones de gran impacto científico como la que acaba de publicarse en Nature.
El Laboratorio de Microscopías Avanzadas, nueva ICTS
El LMA del INA ha sido reconocido recientemente por el Ministerio de Economía y Competitividad como Instalación Científico-Técnicas Singular (ICTS). Esta distinción reconoce a grandes instalaciones científicas españolas por su gran importancia estratégica para el desarrollo de la I+D en nuestro país y supone un espaldarazo definitivo al esfuerzo realizado por la Universidad de Zaragoza, el Gobierno de Aragón y en general la comunidad científica aragonesa para estar a la vanguardia de la investigación en Nanociencia.
En este caso, el LMA ha sido destacado por la singularidad de los instrumentos de nanofabricación y nanocaracterización de materiales avanzados a escala atómica que lo integran, por la excelencia científica de sus investigadores, y por el alto impacto científico y tecnológico de sus trabajos, del que este nuevo trabajo publicado en la revista Nature es uno de sus mayores exponentes.
Más información:
 Artificial chemical and magnetic structure at the domain walls of an epitaxial oxide
Farokhipoor, S. Magen, C. Venkatesan, S., Iniguez, J., Daumont, C. J. M., Rubi, D., Snoeck, E., Mostovoy, M., de Graaf, C., Muller, A., Doblinger, M., Scheu, C. and Noheda, B.
Nature 515, 379-383, (2014)
doi:10.1038/nature13918, 19 Noviembre 2014

Exposición «Bienvenido a la Nanodimensión»

  Exposición «Bienvenido a la Nanodimensión»


 

¡Bienvenido a la Nanodimensión! es una exposición producida por el INA en el año 2010 y cofinanciada por la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología, FECYT, y el Gobierno de Aragón. Desde entonces, se ha expuesto en más de 20 ciudades y ha sido visitada por más de 50.000 personas.

Es una exposición orientada a público familiar que intenta transmitir pasión por el conocimiento, la posibilidad de conocer un mundo nuevo, un mundo diminuto pero que influye en gran medida en lo que ocurre en el mundo macroscópico que vemos con nuestros propios ojos. Se invita a que el visitante se adentre en un contenido de forma original y amena.

La exposición consta de tres zonas. En cada una de ellas se desarrolla un aspecto clave para conocer la nanociencia:


– Zona 1: ¿Qué es la nanociencia?
En este espacio se pretende que los visitantes comprendan qué es la nanociencia y en qué escala nos movemos al hablar de esta disciplina. Para ello utilizaremos distintas herramientas visuales que atraigan la atención de los participantes como material audiovisual con un diseño atractivo para los más pequeños que les ayude a entender qué es la nanociencia, una escala graduada en nanómetros donde los participantes puedan ver la relación de tamaños que existe entre ellos y el nanómetro gracias a comparaciones con elementos más cercanos a su conocimiento, módulos en los
que puedan ver cómo se son ciertos objetos cotidianos cuando nos acercamos a la escala del nanómetro o un conversor de unidades que permitirá a los participantes hacerse una idea de lo pequeño que es un nanométro comparando su tamaño con cosas pequeñas para nuestro ojo como una hormiga o un grano de arena.
– Zona 2: ¿Dónde encontramos la nanociencia?
En esta zona se pretende que el público comprenda que la nanociencia es algo que va más allá de un moderno laboratorio, que la aplicamos en muchos campos de nuestra vida diaria. Pretendemos que las familias se conciencien entre ellos y el nanómetro gracias a comparaciones con elementos más cercanos a su conocimiento, módulos en los que puedan ver cómo se son ciertos objetos cotidianos cuando nos acercamos a la escala del nanómetro o un conversor de unidades que permitirá a los participantes hacerse una idea de lo pequeño que es un nanométro comparando su
tamaño con cosas pequeñas para nuestro ojo como una hormiga o un grano de arena.

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– Zona 2: ¿Dónde encontramos la nanociencia?
En esta zona se pretende que el público comprenda que la nanociencia es algo que va más allá de un moderno laboratorio, que la aplicamos en muchos campos de nuestra vida diaria. Pretendemos que las familias se conciencien de la importancia de la investigación en la sociedad. Para ello les vamos a mostrar vistosos experimentos que podrán manipular con sus propias manos, para  descubrir por ejemplo qué es un ferrofluido o en qué consiste el efecto hidrofóbico, además se les mostrarán ejemplos de aplicaciones cotidianas de la nanociencia en productos que utilizamos a diario para que los participantes se sorprendan aprendiendo en qué podemos aplicar la investigación en este novedoso campo de la ciencia.
– Zona 3: El INA ¿Quiénes somos?
En esta última zona queremos que los visitantes vean que la investigación es algo cercano, que los niños lo puedan conocer para considerarlo como una opción de futuro, bajo la premisa de que, en muchas ocasiones no conocemos toda la oferta educativa y por tanto difícilmente podemos optar por estas como salida profesional. Se pretende que de alguna manera las familias comprendan la cercanía de esta novedosa disciplina que les puede parecer lejana. También queremos mostrarles la dificultad de trabajar con entidades tan pequeñas como son los átomos. Para ello dispondremos de unas maquetas que los niños podrán manipular para que les resulte más fácil hacerse a la idea de la dificultad de trabajar a niveles tan minúsculos.

Recursos:

Guía didáctica de la exposición «Bienvenido a la Nanodimensión»:

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Vídeo resumen de la exposición:

Presentación: CÁPSULA DE NANOTECNOLOGÍA: LA NARIZ ELECTRÓNICA

Lugar : Sala Pilar Sinues del Paraninfo
Fecha : 18/11/2014 Hora de Inicio : 19:00:00

El próximo día 18 de noviembre se presentará la segunda cápsula dentro del proyecto “Cápsulas de Nanotecnología”: “La nariz electrónica”. Este proyecto está organizado y financiado por la Cátedra SAMCA de Nanotecnología, cuyo director es Jesús Santamaría Ramiro, (Vice-director del Instituto de Nanociencia de Aragón)

En esta Jornada se va a presentar un vídeo que pretende acercar la Nanotecnología y la detección de explosivos y olores a través de la nariz electrónica, a todos los interesados (estudiantes, profesores, expertos….). Además, los distintos cuerpos del estado que trabajan en la detección de explosivos, mostrarán los métodos que emplean en su trabajo diario.

A partir del día 19 de noviembre, esta capsula de nanotecnología estará también disponible en el canal de YOUTUBE de la Cátedra SAMCA de Nanotecnología.

Dentro del proyecto “capsulas de Nanotecnología” ya se está trabajando en la edición de los siguientes ocho videos podcast. Para ello colaborarán científicos punteros de la propia Universidad de Zaragoza, como Manuel Arruebo, Jesús Martínez de la Fuente, José M de Teresa, entre otros…

Después de la Presentación de esta cápsula, intervendrá en la sesión, la monologuista y cienítifica del Instituto de Nanociencia de Aragón: Pilar Lozano, finalista del concurso finalista de Famelab España 2014 , de Monologos científicos en clave de humor.

La presentación tendrá lugar el dia 18 de noviembre a las 19.00h en la Sala Pilar Sinues del Paraninfo de la Universidad de Zaragoza. La entrada es libre hasta completar aforo.

Presentación: CÁPSULA DE NANOTECNOLOGÍA: LA NARIZ ELECTRÓNICA

El próximo día 18 de noviembre se presentará la segunda cápsula dentro del proyecto “Cápsulas de Nanotecnología”: “La nariz electrónica”. Este proyecto está organizado  y financiado por  la Cátedra SAMCA de Nanotecnología, cuyo director es Jesús Santamaría Ramiro, (Vice-director del Instituto de Nanociencia de Aragón)

En esta Jornada se va a presentar un vídeo que pretende acercar la Nanotecnología y la detección de explosivos y olores a través de la nariz electrónica, a todos los interesados (estudiantes, profesores, expertos….). Además, los distintos cuerpos del estado que trabajan en la detección de explosivos, mostrarán los métodos que emplean en su trabajo diario.

A partir del día 19 de noviembre, esta capsula de nanotecnología estará también disponible en el canal de YOUTUBE de la Cátedra SAMCA de Nanotecnología.

Dentro del proyecto “capsulas de Nanotecnología” ya se está  trabajando en la edición de los siguientes ocho videos podcast. Para ello colaborarán científicos punteros de la propia Universidad de Zaragoza, como Manuel Arruebo,  Jesús Martínez de la Fuente, José M de Teresa, entre otros…

Después de la Presentación de esta cápsula, intervendrá en la sesión, la monologuista y cienítifica del Instituto de Nanociencia de Aragón:  Pilar Lozano, finalista del concurso finalista de Famelab España 2014 , de Monologos científicos en clave de humor.

La presentación tendrá lugar el dia 18 de noviembre a  las 19.00h en la Sala Pilar Sinues del Paraninfo de la Universidad de Zaragoza. La entrada es libre hasta completar aforo.

Welcome

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The Magnetism of Nanostructures (MAGNA) research group is one of the initial groups at the Institute of Nanoscience of Aragón (INA). In recent years it has established an international reputation in the fields of Spintronics, Magnetism and magnetotransport in thin layers, and Nanoelectronics (MEMS and NEMS).


Events & activities

CaparicaRecent events

First International Christmas, Caparica International Congress in Translational Chemistry IC3TC-2015

Caparica (Portugal), 7th-10th December 2015.

ptk_logoRecent events 

2nd International Conference Innovative Technologies in iomedicine

Krakow (Poland), 12th-14th October 2015.


Latest publications 

Controlling the dominant

Controlling the dominant magnetic relaxation mechanisms for magnetic hyperthermia in bimagnetic core-shell nanoparticles

F.Fabris,E.Lima,E.De Biani, H.Troiani,M.Vázquez,T.Torres,R.Fdez Pacheco,M.R.Ibarra,G.Goya,R.Zysler,L.Winkler.

The Royal Society of Chemistry 2018, Published 29th Nov. 2018

DOI: 10.1039/c8nr07834c.

 

 

s41565-017-0001-2 1Electric polarization switching in an atomically thin binary rock salt structure


Martínez-Castro, M. Piantek, S. Schubert, M. Persson, D. Serrate, C.F. Hirjibehedin.

Nature Nanotechnology. Published online: 23 Oct. 2017.

DOI: 10.1038/s41565-017-0001-2.

On the nature of the (de)coupling of the magnetostructural transition in Er5Si4

R.M. Costa, J.H. Belo, M.B. Barbosa, P.A. Algarabel, C. Magén, L. Morellón, M.R. Ibarra, J.N. Gonçalves, N.M. Forturnato, J.S. Amaral, J.P. Araújo, A.M. Pereira.

Physica Status Solidi. Published 3 April 2017.

DOI: 10.1002/pssb.201700143.

Terahertz spin currents and inverse spin Hall effect in thin-film heterostructures containing complex magnetic compounds

T. Seifert, U. Martens, S. Günther, M.A.W. Schoen, F. Radu, X.Z. Chen, I. Lucas, R. Ramos, M.H. Aguirre, P.A. Algarabel, A. Anadón, H. Körner, J. Walowski, C. Back, M.R. Ibarra, L. Morellón, E. Saitoh, M. Wolf, C. Song, K. Uchida, M. Münzenberg, I. Radu, T. Kampfrath.

Cornell University Library. Published July 2017.

Nano LettersChemical disorder in topological insulators: A route to magnetism tolerant topological surface states

M.C. Martínez-Velarte, B. Kretz, M. Moro-Lagares, M.H. Aguirre, T.M. Riedemann, Th.A. Lograsso, L. Morellón, M.R. Ibarra, A. García-Lekue, D. Serrate.

Nano Letters, article ASAP. Published 13 June 2017.

DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b00311.

Pablo-Navarro_2017_J._Phys._D__Appl._Phys._50_18LT01-1Tuning shape, composition and magnetization of 3D cobalt nanowires grown by focused electron beam induced deposition (FEBID)

J.Pablo-Navarro, D. Sanz-Hernández, C. Magén, A. Fernández-Pacheco, J.M de Teresa.

Journal of Physics D: Applied Physics, volume 50, number 18. Published 3 April 2017

PeltierEnhancement of the spin Peltier effect in multilayers

K. Uchida, R. Iguchi, S. Daimon, R. Ramos, A. Anadón, I. Lucas, P.A. Algarabel, L. Morellón, M.H. Aguirre, M.R. Ibarra, E. Saitoh.

Physical Review B, 95, 184437 (2017). Published 30 May 2017.

DOI: 10.1103/PhysRevB.95.184437.

NMR 55Mn NMR observation in colossal magnetoresistance effect in Sm0,55 Sr0,45 MnO3

J.M. Michalik, D. Rybicki, Z. Tarnawski, M. Sikora, J.M. de Teresa, M.R. Ibarra and C. Kapusta.

Journal of Physics: Condensed Matter, 12 May 2017.

DOI: 10.1088/1361-648X/aa72c5.