Producción y caracterización de nuevos materiales de perovskita cúbica compleja: Sustratos para el crecimiento de películas delgadas superconductoras de alta temperatura crítica, manganitas y ferroeléctricas de tipo perovskita. (2006)
El alud de estudios en materiales cerámicos con estructura de tipo perovskita que ha tenido lugar en las últimas décadas está plenamente justificado por la variedad de disposiciones cristalogáficas, que dan origen a innumerables propiedades eléctricas, magnéticas, ópticas, mecánicas y termoeléctricas, entre otras, que han abierto nuevas líneas de investigación en nuevos materiales. De entre las formas de las muestras que pueden producirse, las que ofrecen mayores perspectivas tecnológicas son las películas delgadas. Dependiendo de la estructura del material de la película, el sustrato sobre el cual ésta se crece debe reunir algunos requisitos como acoplamiento cristalográfico, para garantizar el crecimiento epitaxial, la estabilidad química, esto es, la ausencia de reacción química en la interfaz sustrato-película y, por último, la presencia del sustrato no debe alterar las propiedades del material de la película como, por ejemplo, la temperatura crítica en el caso de transiciones entre estados eléctricos o magnéticos. En el presente proyecto se propone la producción y caracterización de materiales con estructura de tipo perovskita cúbica compleja, que cumplan con los requerimientos anteriormente mencionados para ser utilizados como sustratos para el crecimiento de películas delgadas superconductoras de alta temperatura crítica como el YBa2Cu3O7-d, de perovskitas magnéticas que evidencien los fenómenos de magnetorresitencia colosal como la manganita La1-xCaxMnO3 o de espín-metalicidad como el SrFe1-xMoxO3, y de ferroelectricidad como el PbZr1-xTixO3. La afinidad estructural que procede del hecho de que todos estos materiales sean de tipo perovskita, facilita la posibilidad de obtener sustratos apropiados para cada película en particular que se desee producir, mediante sencillas sustituciones entre iones con diferente radios atómicos y diferentes electronegatividades y valencias en aislantes de perovskita cúbica compleja. Otra de la motivaciones de un proyecto de esta naturaleza radica en la perspectiva de desarrollar y optimizar una técnica sencilla para el crecimiento de sustratos en formas policristalina, de película (gruesa y delgada) y, sobre todo, monocristalina, con iguales o mejores propiedades estructurales y fisicoquímicas, a precios competitivos con los exorbitantes valores del mercado para sustratos comerciales y con la posibilidad de manipular las propiedades dieléctricas para aplicaciones en dispositivos de microondas. Para tales fines, se pretende dotar al laboratorio de Física de Nuevos Materiales del Departamento de Física de la Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá, con la infraestructura elemental para la producción y caracterización de estos materiales, abriendo una nueva línea de investigación en un área esencialmente novedosa, que permitirá la consolidación del Grupo de Investigación a niveles nacional e internacional, con participación activa y directa en la formación de estudiantes de posgrado, y la fortificación de relaciones cooperativas con otros Grupos locales, nacionales e internacionales del ámbito de la materia condensada.