Sensores basados en el comportamiento de la anisotropía magnética de nanohilos de Ni embebidos en una matriz de alúmina porosa.

RAMOS C; GENNARO A M; KOROPECKI R; C. BONIN; FORZANI L

La Plata

Congreso; 102° reunión de la Asociación Física Argentina; 2017

AFA

El objetivo de este trabajo es estudiar el uso de la anisotropía de nanohilos (NH) de níquel en una matriz de alúmina para evaluar las deformaciones locales, tomando a los NH como sensores de deformación in-situ. Mediante diferentes técnicas de caracterización magnética obtuvimos la anisotropía magnética en función de la temperatura de NH de Ni, de 40 nm de diámetro, crecidos por electrodeposición pulsada en los nanoporos de una matriz de alúmina porosa nanoestructurada (APN) de 20 micrones de espesor. Se observó una disminución de la anisotropía magnética de aproximadamente un 20 por ciento al reducir la temperatura desde 298 hasta 120 K. Esta disminución es consistente con importantes efectos magnetoelásticos debido a la interacción de los NH con la matriz de APN. Suponiendo que el efecto de deformación domina el comportamiento de la anisotropía magnética, estimamos que los NH sufren un estiramiento mientras la temperatura se reduce, respecto de los valores que toma el Ni en su estado masivo. En base a estas propiedades magnéticas y a resultados previos donde consideramos que los NH están sujetos a una deformación externa cuando se reduce la temperatura, se pudo calcular la deformación que sufre y la expansión térmica de la APN. Luego se tomaron mediciones de difracción de rayos X en función de la temperatura, para obtener una medida directa de los parámetros de red del Ni. Se presentan además resultados preliminares de un estudio de factibilidad para el análisis de la morfología de los nanoporos mediante caracterización magnética de los nanohilos. Usando mediciones de difracción por reflexión de electrones y experimentos de transmisión óptica con luz polarizada se ha encontrado que, a pesar de ser amorfa, la APN presenta anisotropía óptica correlacionada con la orientación cristalina del aluminio usado para su preparación. Este efecto puede deberse a una inclinación muy pequeña de los poros respecto de la superficie de la APN. Se está estudiando la posibilidad de utilizar un arreglo experimental para validar esta hipótesis mediante medidas de efecto Kerr magneto-óptico (MOKE). En este trabajo se presentan resultados de mediciones de espesor óptico con luz polarizada en diferentes ángulos, y simulaciones del comportamiento óptico utilizando una aproximación de medios continuos y factores de depolarización para evaluar la magnitud de la inclinación de poros que debería esperarse a partir de la respuesta óptica medida. Esto permitirá diseñar el arreglo MOKE experimental adecuado para obtener la sensibilidad necesaria para verificar la hipótesis. Este diseño es crítico ya que la birrefringencia medida de la alúmina porosa es muy pequeña.