Grupos
Objetivos
- El estudio de los diferentes procesos que tienen lugar en las superficies, películas delgadas y sistemas de baja dimensinalidad. La combinación de tecnología aplicada a la investigación fundamental, herramientas avanzadas de caracterización y métodos teóricos hacen de esta línea de investigación un pilar de la nanociencia y la nanotecnología emergente. La escala de los procesos y sistemas en estudio requiere el uso y desarrollo de herramientas específicas, tanto para los enfoques teóricos y experimentales.
- El principal interés de esta línea está en que se ocupa de problemas fundamentales, físicos y químicos, de las superficies y los sistemas de baja dimensionalidad, y los relacionados con la utilización de información fundamental para el crecimiento y diseño de materiales funcionales.
Financiación
Proyectos financiados por la Unión Europea
1. Anchoring of metal-organic frameworks, MOFs, to surfaces (NMP4-CT-2006-032109).
Periodo: 2007 - 2010
Fuente de financiación: UE
Importe total (euros): 334.000
Investigador principal: Ocal, C.
Investigadores: Asenjo, A.
Becarios y Doctorandos: Munuera, C.; Jaafar, M.
2. FOREMOST. Fullerene-based opportunities for robust engineering: making optimised surfaces for tribology (NMP3-CT-2005-5125840).
Periodo: 1/9/2005 - 28/2/2010
Fuente de financiación: UE
Importe total (euros): 410.370
Investigador principal: Jiménez, I.
Investigadores: Albella, J.M.; Gómez-Aleixandre, C.; Sánchez, O.; Escobar, R.
Becarios y Doctorandos: Torres, R.
Personal de apoyo: Ortiz, J.
3. Knowledge-based radical innovation surfacing for tribology and advanced lubrication. KRISTAL (NMP3-CT-2005- 515837).
Periodo: 1/10/2005 - 30/9/2009
Fuente de financiación: Unión Europea
Importe total proyecto (euros): 155.682
Investigador principal: Román García, E.
Investigadores: López Fágundez, M.F.; Méndez Pérez-Camarero, J.; Huttel, Y.; Ruiz de Gopegui, A.; de Segovia, J.L; Martínez Orellana, L.
Becarios y Doctorandos: Alvarez González, L.
4. Multiscale modelling of materials (COST-P19 Action).
Periodo: 1/1/2006 - 31/12/2010
Fuente de financiación: UE
Investigador principal: Gonzalez, J.; Fesenko, O.
Proyectos financiados por la Industria
1. Análisis de materiales relacionados con la industria fotovoltaica.
Periodo: 11/9/2006 -
Fuente de financiación: IFV ENSOL
Investigador principal: Albella, J.M.; Zaldo Luezas, C.E
2. Avances en recubrimientos tecnológicos para aplicaciones decorativas (CENIT-2007-2014).
Periodo: 1/7/2007 - 31/12/2010
Fuente de financiación: Proyecto CENIT
Importe total (euros): 292.000
Investigador principal: Albella Martín, J.M.
Investigadores: Jiménez Guerrero, I.; Gómez-Aleixandre Fernández, C.; Escobar Galindo, R.
Becarios y Doctorandos:López-Camacho Colmenarejo,E.
Personal de apoyo: Ortiz Álvarez, J.
3. Hydrogen-assisted selective epitaxy of III-V compounds on nanostructured high-k dielectrics for next generation non-planar transistor application (Intel-2008-PT01).
Periodo: 1/12/2008 - 30/11/2011
Fuente de financiación: Intel Research Council
Importe total (euros): 75.000
Investigador principal: Tejedor Jorge, P.
Becarios y Doctorandos: Benedicto Córdoba, M.
19. Recubrimientos bajo emisivos para Captadores solares térmicos.
Periodo: 1/5/2008 - 1/5/2009
Fuente de financiación: ISOFOTON
Importe total (euros): 20.000
Investigador principal: Albella, J.M.
Investigadores:Sánchez Garrido, O.;Escobar Galindo,R.
Becarios y Doctorandos: Yuste Yuste, M
Proyectos financiados por los organismos: CICYT, SEUID, MEC-MICINN
1. Funcionalización Superficial de Materiales para Aplicaciones de Alto Valor Añadido (Consolider FUNCOAT CSD2008-0023).
Periodo: 1/10/2008-31/12/2012
Fuente de financiación: MICINN-Programa Consolider
Importe total (euros): 5.400.000
Coordinador: Albella, J.M.
Investigador principal subproyecto: Albella, J.M.
Importe (euros): 695.584
Investigador principal subproyecto: González Fernández, J.M.
Importe (euros): 240.568
Investigadores: Palomares Simón, F.J.; Fesenko Chubykalo, O.A.; Cebollada Baratas, F.
Becarios y Doctorandos: Paz Pérez de Colosía, E.; Margineda de Soto, D.
2. Materiales avanzados y nanotecnologías para dispositivos y sistemas eléctricos, electrónicos y magnetoelectrónicos innovadores (NANOSELECT CSD2007-041).
Periodo: 1/1/2007 - 31/12/2012
Fuente de financiación: MEC (CONSOLIDER- INGENIO)
Importe total (euros): 1.000.000
Investigador principal: Obradors Berenguer, X.
Investigador principal subproyecto: Martin Gago, J.A.
mporte (euros): 156.016
Investigadores: Román, E.; de Andrés, P.; Méndez, J.; Hutel, Y.; López, M.F.; Fernández, L.; Caillard, R.
Becarios y Doctorandos: Oteo, G.; Sanchez Sanchez, C.; Álvarez, L.
3. Dinámica de espín en nanomateriales (MAT2007-66719-C03-01).
Periodo: 1/10/2007 - 30/9/2010
Fuente de financiación: MEC
Importe total (euros): 326.000
Investigador principal: González Fernández, J.M.
Investigadores: Palomares, F.J.; Fesenko Morozova, O.; Cebollada Baratas, F.
Becarios y Doctorandos: Paz Pérez de Colosía, E.; Margineda de Soto, D.
4. Dinámica y electrónica de espín en nanomateriales: estructuras epitaxiales crecidas por MBE y modelización (MAT2007-66719-C03-02).
Periodo: 1/10/2007 - 30/9/2010
Fuente de financiación: MEC
Importe total (euros): 211.750
Investigador principal: Iribas Cerdá, J.
Investigadores: Alonso Prieto, M.; Soria Gallego, F.; Moreno Vázquez, M.
Becarios y Doctorandos: Cuadrado del Burgo, R.
Personal de apoyo: Rodriguez Puerta, J.M.
5. Origen microscópico de las propiedades físicas de nuevos materiales: nanotubos de carbono y materiales magnéticos no convencionales (MAT2006-05122).
Periodo: 1/10/2006 - 30/9/2009
Fuente de financiación: MEC
Importe total (euros): 149.000
Investigador principal: Muñoz de Pablo, M.C.
Investigadores: Velasco Rodríguez, V.R.; Fernández Rodríguez, M.; Gallego Queipo, S.
Becarios y Doctorandos: Sánchez González, N.; Arias Camacho, I.M.
6. Síntesis por técnicas CVD de nanocomposites de base de carbono para recubrimientos mecánicos y biomédico (MAT2006-13006-C02-01/).
Periodo: 1/10/2006 - 30/09/2009
Fuente de financiación: MEC
Importe total (euros): 65.000
Investigador principal: Gómez-Aleixandre, C.
Investigadores: Albella Martín, JM.; Fernández Rodríguez, M.; Gordillo Vázquez, F.J.
Becarios y Doctorandos: Buijinsters, J.G.; López-Camacho Colmenarejo, E.
Personal de apoyo: Ortiz Alvarez, J.
7. Estudio experimental de submicromatrones superficiales de relevancia biológica y nanotecnológica (FIS2006-12253-C06-03).
Periodo: 1/10/2006 - 30/09/2009
Fuente de financiación: MEC
Importe total (euros): 60.500
Investigador principal: Vázquez Burgos, L.F.
Investigadores: Vinnichenko, M.
Becarios y Doctorandos: Sánchez García, J.A.
8. Estudio mediante microscopía de fuerzas atómicas de las interacciones de biomoléculas implicadas en procesos de transferencia electrónica (BIO2006-09178-C02-02).
Periodo: 1/10/2006 - 30/9/2009
Fuente de financiación: MEC
Importe total (euros): 78.000
Investigador principal: Baró, A.M
Becarios y Doctorandos: Galindo, J.F.; Sotres, J.
9. Epitaxia selectiva de semiconductores III-V asistida con hidrógeno atómico sobre superficies nanoestructuradas para su aplicación en transistores no- planares de nueva generación (TEC2007-66955/MIC).
Periodo: 1/10/2007 - 30/9/2010
Fuente de financiación: MEC
Importe total (euros): 126.082
Investigador principal: Tejedor Jorge, P.
Investigadores: Jakas Iglesia, M.; Pérez Camacho, J.J.; Hudson, P.P.; Joyce, B.A.
Becarios y Doctorandos: Crespillo Almenara, M.L.; Lejona Núñez, I.; Díez Merino, L.
10. Supresion del efecto multipactor en instrumentacion de rf en misiones en el espacio mediante superficies nano-estructuradas (ESP2006-14282-C02-02).
Periodo: 1/11/2006 - 2009
Fuente de financiación: CICYT
Importe total (euros): 158.519.
Investigador principal: Montero Herrero, I.
Investigadores: Sacedón, J.L.; de Segovia, J.L.; Vasco, E.; Raboso, D.; Rico, M.
Becarios y Doctorandos: Aguilera, L.
Personal de apoyo: Nistal, F.J.
11. Integración de un Microscopio de Fuerzas Atómicas (AFM) en un microscopio óptico de alta resolución (PET2007_0305).
Periodo: 12/09/2008 - 11/3/2010
Fuente de financiación: Ministerio de Ciencia e Innovación
Importe total (euros): 127.050
Investigador principal: Baró Vidal, A.M.
Investigadores: de Pablo Gómez, P.J
Becarios y Doctorandos: López Elvira, E.
Proyectos financiados por la Comunidad Autónoma de Madrid
1. Hacia una pila de combustible bacteriana. PICOMICRO. (S-0505/AMB-259).
Periodo: 1/1/2006 - 1/1/2009
Fuente de financiación: CAM
Importe total (euros): 109.721
Investigador principal: Fernández V.; Martín Gago, J.A.
Investigadores: López, M.F.; Méndez,J.; De Andrés, P.;Caillard,R
Temas
1. Capas DLC con bajos contenidos de metal incorporados
La incorporación de metales (Cr, Mo, Ag, Ti…) en capas de carbono produce una reducción de las tensiones de las capas depositadas sobre diferentes sustratos, manteniendo sus propiedades de alta dureza y bajo coeficiente de fricción. Además, algunos de estos metales confieren al recubrimiento propiedades bactericidas que resultan de gran interés para sus aplicaciones biomédicas. Se ha iniciado el estudio del proceso de preparación de las capas mediante la técnica ECR-CVD a partir de mezclas de metano y argón situando durante el proceso de deposición piezas metálicas con diferentes estructuras (material masivo, malla..) y en diferentes posiciones respecto a la descarga y el sustrato a recubrir. Se ha detectado por SIMS, un contenido de aproximadamente un 1% de Cr o Mo formando una capa metálica extremadamente fina en la intercara sustrato/DLC. Para ciertas condiciones se ha conseguido la incorporación homogénea a lo largo del espesor de la capa de carbono.
Proyectos: Proyecto MEC (MAT2006 -13006-C02-01/) Síntesis por Técnicas CVD de Nanocomposites de Base de Carbono para Recubrimientos Mecánicos y Biomédicos
2. Crecimiento Stranski-Krastanov de puntos cuánticos InGaAs/GaAs en sustratos (110) asistido con H atómico para aplicaciones en espintrónica
Los puntos cuánticos basados en (In,Ga)As crecidos en la orientación (110) son uno de los candidatos más prometedores para la fabricación de dispositivos espintrónicos de un solo electrón, pero su formación en la superficie GaAs(110) singular no está favorecida debido a que el crecimiento tiene lugar capa a capa. Mediante la utilización de sustratos vecinales GaAs(110) y de H atómico como surfactante, se ha podido modificar su cinética de crecimiento, pasando de un modo de propagación de escalones a otro de tipo Stranski-Krastanov, de acuerdo con medidas de C-AFM realizadas en UHV. Así, se han crecido por MBE puntos cuánticos de InGaAs/GaAs(110)con tamaños ≤100nm y emisión de fotoluminiscencia entre 1.35 y 1.37eV a través de la formación de meandros, cuyo origen es la incorporación preferente de átomos de In a los escalones [10]. En el caso de sustratos tratados con H atómico, la transición 2D-3D a través de la formación de meandros está más favorecida a consecuencia de una difusión atómica ascendente más eficaz y de la menor energía libre de la superficie terminada en H, conduciendo a la obtención de densidades más altas de puntos cuánticos (2x1010 cm-2), los cuales exhiben menor tamaño y emisiones de fotoluminiscencia más eficaces que aquellos crecidos por MBE convencional.
1. P. Tejedor, L. Díez-Merino, and M.L. Crespillo, H-assisted MBE growth of self-patterned InGaAs/GaAs(110) superlattices on stepped surfaces. Proceedings of the 15th International Conference on Molecular Beam Epitaxy,101-102 (2008).
2. P. Tejedor, L. Vazquez, L. Díez Merino, I. Beinik, and C. Teichert, Spatially resolved electrical characterization of InAs and InGaAs nanostructures by Conductive-AFM and Kelvin Probe Microscopy. Intel European Research and Innovation Conference Proceedings, 89-90(2008).
Proyectos: 1) HU2006-0022 Hydrogen-assisted fabrication of semiconductor nanostructures on patterned substrates and their scanning probe microscopy based characterization I.P.: Paloma Tejedor. 2) TEC2007-66955/MIC Epitaxia selectiva de semiconductores III-V asistida con hidrógeno atómico sobre superficies nanoestructuradas para su aplicación en transistores no-planares de nueva generación I.P.: Paloma Tejedor
3. Crecimiento de nanotubos de carbono a partir de acetileno
La utilización de acetileno en vez de metano durante el proceso de CVD sobre sustratos de silicio recubiertos con níquel, conduce al crecimiento de nanotubos de carbono. Comparando los procesos a partir de ambos hidrocarburos, resalta el papel fundamental jugado por la temperatura a la que se desarrolla el proceso, que es mucho más baja en el caso del acetileno (~600ºC en vez de 900ºC). En este caso, se reducen los procesos de interdifusión Ni/Si e inhibe la formación de especies SiO (precursora de nanoestructuras de silicio) por lo que se ve favorecida la formación de nanoestructuras de carbono a través de un mecanismo VLS. En el caso de la formación de nanotubos, ésta evoluciona por un proceso de deformación de la partícula catalítica (elongación-contracción) El proceso requiere unas condiciones bastante críticas ya que se produce en un estrecho rango de presión (375-750Torr) y temperatura (600-700ºC).
1. Tesis doctoral Elena López-Camacho Colmenarejo (UAM, junio 2008)
Proyectos: Proyecto MEC (MAT2006 -13006-C02-01/) Síntesis por Técnicas CVD de Nanocomposites de Base de Carbono para Recubrimientos Mecánicos y Biomédicos
4. Desarrollo de nuevos recubrimientos Ti-Si-C-NO para aplicaciones biomédicas
El propósito de este proyecto es desarrollar nuevos recubrimientos multifuncionales para aplicaciones biomédicas de soporte de carga (e.g. prótesis de rodilla o cadera). Utilizando distintas condiciones de síntesis (presión de gases, composición de blancos, voltajes, temperatura, etc.) permite obtener distintos recubrimientos Ti-Si-C-ON. El establecimiento de la relación entre las características del recubrimiento (estructura, topografía, morfología, composición y enlaces) y sus propiedades estructurales, mecánicas, tribológicas y biológicas será el objetivo de este proyecto
1. F. Guimarães, C. Oliveira, E. Sequeiros, M. Torres, M. Susano, M. Henriques, R. Oliveira, R. Escobar Galindo, S. Carvalho, N. M. G. Parreira, F. Vaz, A. Cavaleiro. Structural and mechanical properties of Ti-Si-C-ON for biomedical applications. Surface and Coating Technology, 202, 11, (2008) 2403-2407
2. C. Oliveira, L. Gonçalves, B. G. Almeida, C. J. Tavares, F. Guimarães, S. Carvalho, R. Escobar Galindo, M. Henriques, M. Susano, R. Oliveira. XRD and FTIR analysis of Ti-Si-C-ON coatings for biomedical application. Surface & Coatings Technology 203 (2008) 490–494
Proyectos: Acción Integrada Hispano-Lusa HP2007-0116
5. Desarrollo de moldes en la nanoescala mediante homoepitaxia de Si por MBE
Estudiamos la nanoestructuración super-ficial de películas homoepitaxiales crecidas por MBE buscando metodologías de autoorganización adecuadas para crear moldes en la nanoescala. Así habíamos reportado distribuciones de escalones agrupados formando motivos triangulares en Si/Si(111)4º, y distribuciones de islas piramidales en Si/Si(001). Ahora presentamos distribuciones regulares de grupos de escalones paralelos formando motivos 1D en Si/Si(111)-4º, y de agujeros piramidales de base cuadrada en Si/Si(001). Trabajos previos en Si/Si(111) indicaban que la periodicidad L de los patrones 1D variaba con el espesor depositado (permitiendo cambiar L manipulando propiedades elásticas), pero pronunciadas deformaciones tipo meandro (1mm) limitaban su aplicación. Hemos logrado reducirlas, creando patrones regulares (en áreas >10mmx10mm) con L=70-130 nm. Nuestros resultados sobre superficies Si(001)indican una evolución progresiva de la morfología en capas de 5 a 25 nm de espesor, desde grupos de islas piramidales a distribuciones de agujeros piramidales que, sobre extensas áreas (>20mmx20mm), muestran cierta homogeneidad en tamaños y espaciados, y un alineamiento preferencial en dos direcciones.
1. Pyramid-like nanostructures created by Si homoepitaxy on Si(001). N. Galiana, P.P. Martin, C. Munuera, M. Varela, C. Ocal, M. Alonso and A. Ruiz. 7th International Workshop on Epitaxial Semiconductors on Patterned Substrates and Novel Index Surfaces, Marsella-2008; Materials Science in Semiconductor Processing-2009.
2. MBE growth of Ag nanocrystals on self organized Si(111) templates developed by homoepitaxy. N. Galiana, P.P. Martin, C. Munuera, C. Ocal, F. Soria, A. Ruiz and M. Alonso. 7th International Workshop on Epitaxial Semiconductors on Patterned Substrates and Novel Index Surfaces, Marsella-2008.
Proyectos: MAT2004-05348-C04-02, MAT2005-05524-C02-02 y MAT2007-66719-C03-02
6. Dinámica de crecimiento de películas delgadas
Hemos estudiado la influencia de los efectos causados por la erosión química durante el crecimiento mediante deposición química en fase vapor (ECR-CVD) de películas delgadas de nitruro de carbono sobre sustratos de silicio. Este estudio se ha llevado a cabo mediante la comparación de la evolución morfológica de dichas películas con la de las películas de carbono hidrogenado. El crecimiento de estas películas fueron, depositadas en condiciones similares, no conlleva la existencia de procesos de erosión química. La morfología de las películas fue analizada por AFM. Cuando existen fenómenos de erosión química, observamos una estabilización morfológica de la superficie para escalas espaciales de 60-750 nm después de que una rugosidad umbral, de unos 3-4 nm, haya sido alcanzada. Esta estabilización se explica a partir de los procesos de re-emisión que existen durante los procesos de crecimiento/erosión química. Estos procesos conectarían entre sí sitios distantes en la intercara, dando lugar a la correlación lateral de la rugosidad que hemos observado. La existencia de estos procesos de re-emisión ha sido confirmada en procesos de crecimiento sobre sustratos microestructurados.
1. J.G. Buijnsters and L. Vázquez, Journal of Physics D 41 (2008) 012006
Proyectos: FIS2006-12253-C06-03
7. Espectroscopía Brillouin, fases vítreas y cristalinas en etanol
Debido a la simplicidad de la molécula constitutiva, el Etanol se ha tomado como sistema modelo para el estudio de la transición de líquido sobre-enfriado a vidrio. La influencia de la historia térmica se ha revelado como muy decisiva en la aparición de las distintas fases vítreas a bajas temperaturas. Dependiendo de la temperatura de cristalización, por encima o por debajo de 125K, se han observado diferentes comportamientos de la constante elástica longitudinal relacionados con cambios estructurales, en la que se suponía única fase cristalina monoclínica, no descritos anteriormente en la bibliografía especializada. Asimismo la influencia de la humedad en la frustración de la cristalización ha sido estudiada. Este último punto abre una línea de investigación sobre las mezclas etanol-agua y la influencia del agua en las propiedades elásticas de estas mezclas.
1. B. Kabtoul, R. J. Jiménez Riobóo, M. A. Ramos; Thermal and acoustic experiments on polymorphic ethanol Philosophical Magazine, 88, 4197-4203(2008)
Proyectos: Propiedades termodinámicas de sistemas de vidrios moleculares y vidrios extremos. (Ref.: FIS2006-01117). Investigador principal: Dr. Miguel Ángel Ramos. A partir de Octubre 2006
8. Estructura atómica de superficies y sistemas nanométricos
La superficie de un material sólido presenta una estructura atómica diferente a la del volumen originada por las diferentes condiciones físico-químicas que surgen a causa de la baja dimensionalidad. Como consecuencia, los átomos de las últimas capas experimentan procesos de relajación que llevan a la formación de grandes reconstrucciones produciéndose variaciones en sus posiciones con respecto a las observadas en el volumen. En esta línea de investigación, combinamos técnicas experimentales y métodos teóricos, para estudiar tanto la terminación superficial como las nuevas propiedades electrónicas que surgen por la reducción de la dimensionalidad en la superficie. En esta línea hemos investigado uno de los soportes mas usados en catálisis, el TiO2. En particular, hemos profundizado en el estudio de su cara (110) que muestra dos reconstrucciones de interés, la 1x1 y la 1x2. También se han investigado los cambios originados en la superficie del material como consecuencia de la deposición de Pt en cantidades subnanométricas.
Proyectos: MAT2005-3866; Consolider-Ingenio 2007 Nanoselect
9. Estructuras de confinamiento por tensión en baja dimensión
Se han estudiado estructuras d confinamiento similares a superredes y heteroestructuras. Los nuevos sistemas se pueden obtener aplicando tensión a un solo material de forma periódica o aperiódica. Se estudió también la conversión de un gap indirecto un gap óptimamente activo o cuasidirecto, así como el papel del “folding” en este fenómeno.
1. Appl. Phys. Lett., 93,201104/1-3 (2008)
10. Estudio de interacciones en moléculas biológicas individuales mediante AFM
El AFM permite visualizar moléculas biológicas en medio líquido. También permite estudiar la interacción punta-muestra de forma local realizando curvas fuerza distancia. Estos dos modos de operación se pueden combinar de forma simultánea realizando una curva en cada punto de una superficie visualizada. Hemos utilizado diferentes implementaciones de esta técnica, el modo FSI y el modo Jumping (JM), para estudiar interacciones en biomoléculas individuales. Operando el AFM en el modo FSI hemos medido la fuerza electrostática de doble capa (EDL) en moléculas de avidina y ADN. Hemos obtenido mapas de fuerza EDL con una resolución más que suficiente para distinguir las moléculas. Por otro lado, hemos aplicado el modo Jumping para obtener mapas de reconocimiento molecular de moléculas individuales de avidina. Para ello hemos funcionalizado la punta del AFM con un ligando específico: biotina. Las imágenes de reconocimiento obtenidas presentan máximos de adhesión que coinciden con la posición de las moléculas en la topografía. En ambas aplicaciones hemos superado los límites de velocidad de barrido y de resolución lateral reportados hasta el momento.
1. Sotres J., A.M. Baró. 2008. DNA molecules resolved by electrical double layer force spectroscopy imaging. Appl. Phys. Lett. 93:103903.
2. Sotres J., A. Lostao, L. Wildling, A. Ebner, C. Gómez-Moreno, H.J. Gruber, P. Hinterdorfer, A.M. Baró. 2008. Unbinding force maps of single ligand-receptor bonds by Atomic Force Microscopy. ChemPhysChem. 9:590-599.
Proyectos: 999/00/020403/033; NAN2004-09183-C10-01; BIO2006-09178-C02-02
11. Estudio de biomoléculas por AFM
Hemos estudiado cómo el uso de nano-partículas de oro puede influenciar las propiedades analíticas de genosensores. Para ello, el AFM se utilizó para estimar el tamaño de las nanopartículas así como el estado de recubrimiento y agregación sobre la superficie de los electrodos. También se estudió la morfología de dichos recubrimientos cuando moléculas de ADN eran adsorbidas sobre ellos [1]. De forma paralela, se ha seguido trabajando sobre la visualización por AFM de agregados lipídicos (monocapas modelo) bajo distintas condiciones de preparación (presión externa) para relacionar la aparición de patrones superficiales, tanto en la microescala como en la nanoescala, con las interacciones lipídicas y la presión.
1. T. García et al., Biosensors and Bioelectronics 24 (2008) 184–190
Proyectos: FIS2006-12253-C06-03 and Consolider Ingenio 2010 CSD2007-00010
12. Evaluación de la resolución espacial en análisis mediante GDOES de capas nanométricas de nitruros metálicos
En este trabajo se exploró la capacidad de la técnica de Espectroscopía por Emisión Óptica en Descarga Luminiscente (GDOES) para resolver recubrimientos en forma de multicapas a escala nanométrica. Los resultados se compararon con medidas realizadas mediante espectroscopías de Retrodispersión Rutherford (RBS) y de Masas de Iones Secundarios (SIMS). Se estudiaron estructuras multicapas de Cr/Ti y CrN/AlN con espesores individuales en el rango 1-100 nm. Las intercaras en los perfiles GDOES de las estructuras de nitruros son mas abruptas que para los metales debido a la menor velocidad de erosión. Sin embargo, debido a la forma del cráter generado en el ataque, la resolución espacial disminuye linealmente con la profundidad estabilizándose en un valor aproximadamente igual a la mitad de la capa más delgada. Este límite viene dado por la erosión simultánea de capas consecutivas del mismo material. Se estimó una resolución para análisis superficiales por GDOES de 4-6 nm.
1. R. Escobar Galindo and J.M. Albella. Modelling of glow discharge optical emission spectroscopy depth profiles of metal (Cr,Ti) multilayer coatings. Spectrochimica Acta Part B, 63, 3, (2008), 422-430
2. R. Escobar Galindo. Reply to Comment to calibration of nitrogen content for GDOES depth profiling of complex nitride coatings. J. Anal. At. Spectrom., 23, 3, (2008) 593 - 594
13. Funcionalización superficial de materiales para aplicaciones de alto valor añadido
Se trata de un Proyecto amplio coordinado por el Grupo de Láminas Delgadas, dentro del Programa CONSOLIDER. Las actividades del Grupo están incluidas en varios paquetes de trabajo, relacionados con: i) Modificación de superficies por haces de iones y modelado del crecimiento de capas mediante técnicas de escalado dinámico. ii) Desarrollo de un sistema de arco pulsado con filtro de partículas para la preparación de capas de carbono puras y dopadas, para aplicaciones biomédicas. iii) Preparación de capas nanoestructuradas de alta dureza y bajo coeficiente de fricción para mecánicas y tribológicas. iv) Estudio de películas de índice de refracción variables para aplicaciones ópticas y electrónicas.
1. Tuning the surface morphology in self-organized ion beam nanopatterning of
Si(001) via metal incorporation from holes to dots J.A. Sánchez-García et al., Nanotechnology, 19 (2008)355306(9pp)
2. Boron carbides formed by co-evaporation of B and C atoms: Vapor reactivity,
BxC1-x composition, and bonding structure. I Caretti et al., Phys. Rev. B77, 174109 (2008)
Proyectos: Consolider-Ingenio-2008 FUNCOAT
14. Hilos cuánticos de silicio auto-ensamblados en Ag(110)
En la búsqueda de componentes electrónicos en la nanoescala, se cree que las estructuras cuánticas unidimensional pueden desempeñar un papel fundamental. Considerando el importante papel del silicio en microelectrónica y el potencial de efectos de tamaño cuántico en dispositivos basados en silicio los nano hilos (NWs) de silicio han atraído un considerable interés. Sin embargo, existen aspectos experimentales difíciles de controlar, como el tamaño o alinearlos de una forma bien definida. Nuestro grupo ha crecido NWs de silicio sobre un cristal Ag(110). Todos los NWs tienen la misma orientación y anchura de 1.6nm equivalente a dos átomos; pudiendo en cambio alcanzar cientos de nanómetros en longitud. Sorprendentemente, estos NWs presentan estados electrónicos cuantizados, que dispersan 1D en la banda valencia, mientras que los niveles profundos muestran que los NWs presentan una estructura atómica idéntica y muy perfecta con sólo dos entornos de silicio diferenciados. De ahí, esta serie de NWs pueda tener impacto, no sólo en electrónica, sino también en otras disciplinas.
1. IEEE Electron Devices Society -ASDAM 2008, The Seventh International Conference on Advanced Semiconductor 9 Devices and Microsystems, October 12-16, 2008, Smolenice Castle, Slovakia Graphene-like Silicon Nano-ribbons on the Silver (110) Surface,M. E. Dávila, C. Leandri, A. Kara, B. Ealet, P. de Padova, B. Aufray and G. Le Lay
2. A. Kara, C. Léandri, M.E. Dávila, B. Ealet, P. De Padova, B. Aufray and G. Le Lay, Physics of Silicene stripes, J. Supercond. Nov. Magn. 2009
3. Proyecto: MAT2006-13796
15. Modelización de la dinámica de espín a diferentes escalas espaciales y temporales
El grupo esta trabajando en modelizaciones de dinámica de espín a diferentes escalas que incluyen (i) la inversión de imanación por láser a femto y pico segundos [1], la dinámica de imanación a nanosegundos y (iii) la desimanación térmica a tiempos largos (desde segundos a años) [2] A diferentes escalas espaciales trabajamos en modelos de momentos magnéticos localizados [1,2], así como en modelos micromagnéticos [1,3]. Los modelos micromagnéticos son especialmente útiles a la hora de comprender la dinámica de imanación en nanoestructuras magnéticas litografiadas, tales como dots, líneas litografiadas y antidots [3]. Actualmente estamos interesados en cálculos multiescala que permiten enlazar los cálculos ab-initio y micromagnéticos [1].
1. N.Kazantseva, D.Hinzke, U.Nowak, R.W.Chantrell, U.Atxitia and O.Chubykalo-Fesenko
Towards multiscale modelling of magnetic materials: simulations of FePt., Phys Rev B 77 (2008) 184428.
2. F.Garcia-Sanchez, O.Chubykalo-Fesenko, O.Mryasov, P.Asselin and R.W.Chantrell Switching and thermal stability properties of bilayer thin films: single versus multigrain cases., J.Appl. Phys. 103 (2008) 07F505.
3. F. Garcia-Sanchez, E. Paz, F. Pigazo, O. Chubykalo-Fesenko, F.J. Palomares, J.M. González, F. Cebollada, J. Bartolomé and L.M. Garcia Coercivity mechanisms in lithographed antidot arrays. Europhys. Lett. 84 (2008) 67002.
Proyectos: 1. Dinámica y electrónica de espín en nanomateriales. MAT2007-66719-C03-01
2. Advanced models to investigate thermal effects and fluctuations, Proyecto financiado por Seagate Technology, USA.
16. Moléculas orgánicas y biológicas sobre superficies
El estudio de la interacción de distintas moléculas orgánicas y biomoléculas con las superficies de materiales es un tema de gran importancia en nanotecnología, por ejemplo en el diseño y fabricación de sensores y biosensores. Nosotros pretendemos modelizar y comprender estos procesos mediante el estudio de la adsorción controlada de moléculas sobre superficies. Así buscamos una descripción estructural que nos permita determinar la geometría y el sitio de adsorción de la molécula, así como el papel jugado por las interacciones molécula-molécula y molécula-substrato. Hasta ahora estudiábamos la adsorción molecular exclusivamente dentro de equipos de vacío, recientemente hemos comenzado a estudiar también la adsorción de moléculas dentro de una solución. En concreto hemos estudiado la inmovilización de cadenas de DNA y de PNA (acido nucleico peptídico), con secuencia conocida, sobre diferentes superficies. Estos estudios están dirigidos a maximizar la capacidad de reconocimiento molecular entre cadenas de ácidos nucleicos complementarias. Seguimos una aproximación experimental novedosa, en el sentido de aplicar técnicas de análisis de superficies para este tipo de problemas.
1. M. Pita. C. Vaz, J. M. Abad, C. Briones, E.Mateo-Martí,J. A. Martín-Gago, M.P. Morales and V. M Fernández. Journal of Colloid and Interface Science. 321, 484-492 (2008)
2. J. Mertens, C. Rogero, M. Calleja, D. Ramos, J. A. Martín-Gago, C. Briones and J. Tamayo. Nature Nanotechnology 3, 301-307 (2008)
3. C. Rogero, B. T. Chaffey, E. Mateo-Martı ì J. M. Sobrado, B. R. Horrocks, A. Houlton, J. H. Lakey, C. Briones and J. A Martín-Gago. J. Phys. Chem. C 112, 9308–9314 (2008)
Proyectos: 1. MAT2005-3866, Sistemas Moleculares Nanoestructurados, Ministerio de Educación y Ciencia. Período: 2006-2009. Investigadores: J.A. Martín-Gago, M.F. López, J. Méndez, P. de Andrés, E. Román, J.L. Segovia, N. Nicoara, G. Otero, M. Blanco, R. Caillard; 2. CCG07-CSIC/MAT-2200, Nano-Estructuras de Moléculas Orgánicas (NEMO), Comunidad de Madrid. Período: 2008. Investigadores: J. Méndez, R. Caillard, N. Nicoara, L. Álvarez; 3. Consolider-Ingenio 2007 Nanoselect.
17. Nanoestructuración de superficies de silicio mediante erosión iónica con incorporación simultánea de metales
Este trabajo se engloba en una línea de investigación continuada sobre la formación espontánea de nanoestructuras mediante la erosión de superficies con iones de baja energía (< 1 keV). Estos estudios se han centrado fundamentalmente en la nanoestructuración de superficies de silicio y la formación de nanopuntos. En este trabajo se muestra cómo la incorporación inadvertida de metales durante la irradiación de silicio puede añadir un parámetro adicional para definir la morfología final. En particular, el aumento del nivel de incorporación de metales puede dar lugar a nuevas morfologías de nanoagujeros con características similares a los nanopuntos en cuanto a nivel de orden y distancia característica entre las nanoestructuras. Finalmente, este trabajo demuestra la relevancia e importancia del análisis químico de la superficie después de este tipo de procesos de nanoestructuración.
1. J.A. Sánchez-García, L. Vázquez, R. Gago, et al., Nanotechnology 19, 33506 (2008).
Proyectos: FIS-2006-12253-C06-03
18. Nanoestructuración de materiales orgánicos
En esta línea de investigación buscamos la formación de nanoestructuras orgánicas: redes de agregados cero-dimensionales (puntos orgánicos 0D), cadenas orgánicas unidimensionales (1D), y estructuras extendidas bidimensionales (2D) sobre superficies inorgánicas. Combinando material orgánico (PTCDA) con metales (hierro, cobalto) conseguimos inducir el crecimiento nanoestructurado de moléculas orgánicas. Variando las condiciones de crecimiento, formamos bien redes de agregados (puntos orgánicos) con tamaños de 4 a 6 nanómetros, bien cadenas de moléculas de hasta cientos de nanómetros, o bien estructuras extendidas ordenadas cubriendo toda la superficie. Las técnicas que empleamos en la caracterización de estas nanoestructuras son la microscopía y espectroscopía de efecto túnel (STM/STS) y la fotoemisión (XPS, UPS).
Proyectos: 1. MAT2005-3866, Sistemas Moleculares Nanoestructurados, Ministerio de Educación y Ciencia. Período: 2006-2009. Investigadores: J.A. Martín-Gago, M.F. López, J. Méndez, P. de Andrés, E. Román, J.L. Segovia, N. Nicoara, G. Otero, M. Blanco, R. Caillard.
2. CCG07-CSIC/MAT-2200, Nano-Estructuras de Moléculas Orgánicas (NEMO), Comunidad de Madrid. Período: 2008. Investigadores: J. Méndez, R. Caillard, N. Nicoara, L. Álvarez.
19. Nanoestructuración y diseño de superficie funcionales
Proyecto teórico-experimental de ingeniería de superficies cuyo fin es diseñar y obtener morfologías y nanoestructuras superficiales que mejoren propiedades funcionales existente (tales como: reactividad superficial--catálisis, propiedades tribológicas, ópticas, relacionadas con absorción y relajación superficial...) y/o propicien la aparición de nuevas propiedades (ej. efectos de confinamiento, propiedades adscritas a estados superficiales...). El proyecto aborda el estudio de dos tipos complementarios de morfologías modelo: (i) Superficies ultraplanas con rugosidades del orden de la corrugación atómica[1] —para su realización experimental se ha propuesto el desarrollo de una nueva técnica de crecimiento: Fully pulsed vapor deposition (FPVD) [2], cuya implementación se lleva a cabo en la actualidad— y (2) superficies rugosas formadas por nanoestructuras diseñadas en cuanto a formas, tamaños y simetría espacial.[3] El diseño y preparación de ambas morfologías se realiza combinando experimentos (preparación y caracterización de las superficies de interés) con simulaciones numéricas multiescala (atomísticas-mesoscópicas) y predicciones teóricas.
1. E. Vasco, C. Polop and J.L. Sacedón, Phys. Rev. Lett. 100, 016102 (2008)
2. E. Vasco and C. Polop, P200802388: Procedure to reduce the roughness of crystalline surfaces, Patente solicitada (2008)
3. E. Rodríguez-Cañas, J.A. Aznárez, E. Vasco, A. Ruiz, C. Munuera, and J. L. Sacedón, Selected surface slopes in single-crystal and polycrystalline columnar growth, accepted in Phys. Rev. B (2009)
Proyectos: ESP2006-14282
20. Nanoestrucuras basadas en coloides
Hemos desarrollado los siguientes tipos de nanestructuras basadas en coloides: A) Hemos fabricado hilos de cristal coloidal infiltrando partículas de látex en silicio poroso. El orden de las partículas depende de la relación entre el diámetro del poro y el de la partícula. B) Hemos fabricado partículas coloidales de silicio mediante técnicas de CVD. Estas partículas tiene una forma esférica y un tamaño que varia entre 0.5 y 5 micras. Dichas partículas se comportan como microcavidades fotónicas de alta calidad que atrapan la luz en el margen del Ir cercano (1-15 micras). Las partículas se aglomeran formando un material que se comportan como esponjas fotónicas en el Infrarrojo.
1. R. Fenollosa, M. Tymczenko, and F. Meseguer. Silicon colloids. From microcavities to Photonic sponges. Adv. Mat. 20, 95-98, (2008).
2.. M. Tymczenko, L. F. Marsal, T. Trifonov, I. Rodriguez, F. Ramiro-Manzano, J. Pallares, A. Rodriguez, R. Alcubilla, F. Meseguer. Colloidal Cristal Wires. Adv. Mat. 20, 2315, (2008). Inside cover page image
Proyectos: 1. Proyecto Consolider Ingenio. Nanolight CSD-2007-00046. 2. Fenómenos de percolación y localización en fotonica y sonido. Aplicaciones. MICINN. MAT2006-03097.
21. Nanopartículas para incorporación en recubrimientos inorgánicos y poliméricos
Se ha estudiado la preparación de nanopartículas y su incorporación en recubrimientos inorgánicos y poliméricos, para producir sistemas nanocomposites en forma de lámina delgadas, con el fin de optimizar propiedades tribológicas (fricción y desgaste) y de humectabilidad de las superficies.
1. M. Naffakh, Z. Martín, C. Marco, M.A. Gómez, I. Jiménez, Isothermal crystallization kinetics of isotactic polypropylene with inorganic fullerene-like WS2 nanoparticles, Thermochimica Acta 472, 11-16 (2008).
2. G. Abrasonis, A. Scheinost, S. Zhou, R. Torres, R. Gago, I. Jimenez, K. Kuepper, K. Potzger, M. Krause, A. Kolitsch, W. Moller, S. Bartkowski, M. Neumann, R. Gareev, Rashid, X-ray spectroscopic and magnetic investigation of C:Ni nanocomposite films grown by ion beam co-sputtering, Journal of Physical Chemistry C 112, 12628-12637(2008)
3. M. Naffakh, C. Marco, M.A. Gómez, and I. Jiménez, Unique Isothermal Crystallization Behavior of Novel Polyphenylene Sulfide/Inorganic Fullerene-like WS2 Nanocomposites, J. Phys. Chem. B, 2008, 112 (47), 14819-14828
Proyectos: FOREMOST (NMP3-CT-2005-515840). 6º Programa Marco Unión Europea.
22. Ondas acústicas en sistemas multicapa de nitruros III-V
Se han estudiado las ondas acústicas de estructuras multicapa de cristales cúbicos crecidas según la dirección [110]. Los materiales constituyentes eran AlN, GaN e InN debido a sus potenciales aplicaciones. Los resultados obtenidos son válidos para una clase más amplia de cristales cúbicos. Se tuvo en cuenta la anisotropía de los sistemas y se consideraron direcciones de propagación tanto de simetría como arbitrarias. Se obtuvieron las relaciones de dispersión para las diferentes direcciones de propagación. El acoplo entre las componentes espaciales de los desplazamientos elásticos es diferente para las direcciones de simetría y para las direcciones arbitrarias de propagación. Se obtuvo asimismo la localización espacial de los diversos modos en las estructuras multicapa.
1. Surf. Sci., 602, 2107-2113, 2008
Proyectos: MAT2006-5122
23. Películas de nanocompuestos carbón-metal libres de hidrógeno
Hemos investigado la formación de películas nanocompuestas formadas cuando diversos metales tales como Mo, Au, Ag, o Cu se insertan en una matriz de carbono amorfo. Las deposiciones han sido realizadas con un método novel de deposición aplicando un bias selectivo durante la deposición por arco-catódico-filtrado que permite la co-deposición de C y de varios iones del metal sin dañar la superficie por el bombardeo de iones metálicos y por el resputtering. La adición del metal aumenta la conductividad de las películas. Sin embargo, las deposiciones con cobre muestran un cierto comportamiento anómalo debido a la formación de nanocristales de Cu2O. El bandgap óptico efectivo de las películas depende de el elemento que se elija, con el Mo teniendo el menos efecto y Au el más grande. El Mo tiende a formar carburos en la película en dosis altas lo que limita su incorporación como nanoclusters. XANES demuestra que la matriz de C no está afectada por la formación del nanocompuesto pero que cierta tensión residual puede aparecer para dosis altas de Au y Cu. El recocido a 300ºC de los nanocompuestos causa grafitización, aumenta la conductividad y reduce la tensión residual.
1. J. L. Endrino, J. F. Marco, M. Allen, P. Poolcharuansin, A. R. Phani, J. M. Albella, A. Anders, Applied Surface Science 254 (2008) 5323-5328.
2. J. L. Endrino, D. Horwat, R. Gago, J. Andersson, Y. S. Liu, J. Guo, A. Anders, Solid State Sciences In Press, 2008.
Proyectos: European Comission- Marie Curie Grant (ref. 021951)
24. Plasmónica en acústica
Hemos estudiado la transmisión de sonido por placas perforadas con agujeros cuyo diámetro es menor que la longitud de onda del sonido. Se observan algunas similitudes y grandes diferencias con respecto a la transmisión de ondas electromagnéticas en membranas metálicas perforadas. Un resultado sorprendente es que dichas placas a diferencia del caso óptico son capaces de apantallar el sonido muy eficientemente y viola la clásica ley de masas en acústica. Este tipo de placas pueden ser de aplicación en sistemas de aislamiento acústico en medios donde el peso de la pantalla puede ser un problema. Estos trabajos han sido reseñados por medios científicos como Science News, New Scientist, and Scientific American.
1. H. Estrada1, P. Candelas, A. Uris, F. Belmar, F. J. García de Abajo, F. Meseguer. Extraordinary sound screening in perforated plates. Phys. Rev. Lett., 101, 084302 (2008)
2. H. Estrada1, P. Candelas, A. Uris, F. Belmar, F. J. García de Abajo, F. Meseguer. Inßuence of the hole Þlling fraction on the ultrasonic transmission through plates with subwavelength aperture arrays. Appl. Phys. Lett. 93, 11907, (2008).
Proyectos: 1. Proyecto Consolider Ingenio. Nanolight CSD-2007-00046. 2. Fenómenos de percolación y localización en fotonica y sonido. Aplicaciones. MICINN. MAT2006-03097.
25. Preparación y caracterización de capas protectoras (alta dureza, bajo coeficiente de desgaste y alta reflectividad ó hidrofobicidad controlada ó transparencia….) con fines decorativos
Se han preparado capas de nitruro de silicio y DLC, por técnicas de CVD, sobre soportes cerámicos suministrados por la empresa Torrecid así como sobre láminas de aluminio para su aplicación en pequeños electrodomésticos. En este trabajo se pretende mejorar las prestaciones de los soportes a recubrir y al mismo tiempo conseguir efectos decorativos. En primer lugar se esta realizando la caracterización estructural y morfológica tanto de los recubrimientos mencionados como de otro tipo de capas (TiN,CrN, TiC, TiCN, etc) obtenidos por diferentes técnicas de preparación (PVD, electrolisis, sol-gel, …). Paralelamente se está llevando a cabo la caracterización tribológica (dureza, desgaste, fricción) y además, dependiendo de la aplicación concreta de los sistemas estudiados, se está desarrollando también métodos para la medida de la reflectividad, hidrofobia o hidrofilia, conductividad térmica y eléctrica, etc.
Proyecto CENIT (CENIT-2007-2014) Avances en recubrimientos tecnológicos para aplicaciones decorativas (ARTDECO).
26. Preparación de nanoestructuras de silicio asistida por metano. Mecanismos de crecimiento
Se ha estudiado el proceso de formación de nanohilos de SiO2, nanocables SiC/SiOxy SiC/a:C por CVD catalítico asistido por metano, a diferentes temperaturas. En todos los casos, se ha utilizado como sustrato una oblea de silicio recubierta con una capa delgada de Ni (5 nm). En el caso de los nanohilos de SiO2 y nanocables SiC/SiOxel proceso de crecimiento se ajusta a un mecanismo V-L-S (vapor-líquido-sólido), siguiendo el modelo tipo-punta, en el que las especies precursoras son: 1)SiO resultante de la reducción del óxido de silicio formado previamente en el sustrato por efecto del oxígeno residual y 2) Depósitos de carbono formado por descomposición catalítica de las moléculas de metano. La formación de una u otra estructura está directamente relacionada con las propiedades reductoras en las proximidades de los puntos de nucleación. Por último hemos propuesto un mecanismo S-L-S (sólido-líquido-sólido,) siguiendo un modelo de crecimiento tipo-base, como el más probable para explicar el proceso de formación de los nanocables SiC/a:C.
1. Tesis doctoral Elena López-Camacho Colmenarejo (UAM, junio 2008)
2. E. López-Camacho, M.Fernández, C. Gómez-Aleixandre Key role of the hydrogen in the growth of SiC/SiO2 nanocables Nanotechnology 19 (2008) 305602
3. E. López-Camacho, M.Fernández, C. Gómez-Aleixandre Influence of Different Atmospheres on the Growth by CVD of Silicon Based Nanostructures (aceptado J:Nanos Nanotech)
Proyectos: Proyecto MEC (MAT2006 -13006-C02-01/) Síntesis por Técnicas CVD de Nanocomposites de Base de Carbono para Recubrimientos Mecánicos y Biomédicos
27. Propiedades vibracionales de sistemas cuasiperiódicos
Hemos estudiado los fonones en multicapas que siguen diferentes secuencias aperiódicas (Fibonacci, Thue-Morse, Perido-Doubling) en la dirección de crecimiento. Se empleó un modelo de fuerzas centrales con interacciones a primeros vecinos que da una descripción razonablemente realista de diversos metales. Se vio que el espectro de fonones en los puntos de simetría de la zona de Brillouin 2D no presenta de forma clara la fragmentación vista con modelos de cadna lineal. A bajas frecuencias las características vibracionales en el centro de la zona de Brillouin son similares a las obtenidas con modelos de una dimensión. A mayores frecuencias en los diversos puntos de simetría se obtienen estructuras vibracionales regulares.
1. Surf. Sci., 602, 2587-2599 (2008)
Proyectos: MAT2006-5122
28. Propiedades electrónicas de láminas epitaxiales de MnAs sobre GaAs: Señales PES de las fases alfa-MnAs y beta-MnAs
El MnAs es un material magnético que se puede crecer epitaxialmente sobre GaAs y sobre Si, por lo que tiene aplicación en espintrónica de semiconductores. En MnAs masivo, la fase estable a temperatura ambiente es la fase alfa-MnAs. Sin embargo, en láminas epitaxiales de MnAs sobre GaAs coexisten las fases alfa-MnAs y beta-MnAs, minimizándose así la energía elástica. La fase beta-MnAs tiene estructura ortorrómbica, ligeramente deformada respecto a la estructura hexagonal de la fase alfa-MnAs. Mientras que la fase alfa-MnAs es ferromagnética y metálica, la fase beta-MnAs no es ferromagnética y no es metálica. Con objeto de entender el origen de los comportamientos magnético y de transporte de las distintas fases de MnAs, hemos abordado el estudio de sus propiedades electrónicas, mediante espectroscopia de emisión de fotoelectrones (PES). Hemos encontrado señales PES bien diferenciadas correspondientes a las fases alfa-MnAs y beta-MnAs.
1. M. Moreno, A. Kumar, M. Tallarida, K. Horn, A. Ney, and K. H. Ploog, Electronic states in arsenic-decapped MnAs(1-100) films grown on GaAs(001): A photoemission spectroscopy study, Appl. Phys. Lett. 92, 084103(1-3) (2008).
2. M. Moreno, A. Kumar, M. Tallarida, A. Ney, K. H. Ploog, and K. Horn, Electronic signature of MnAs phases in bare and buried films grown on GaAs(001), Journal of Vacuum Science and Technology B 26, 1530-1533 (2008).
Proyectos: Supported by: Ramón y Cajal Program, German BMBF, Spanish MAT2004-05348, MAT2007–66719.
29. Reactividad en superficies: formación controlada de fullerenos
La síntesis controlada de fullerenos y heterofullerenos es un paso necesario para el desarrollo de una electrónica molecular basada en estas moléculas. Por otra parte, la superficie de algunos materiales puede presentar importantes propiedades catalíticas que lleven a transformar una molécula en otra. Estamos trabajando en el desarrollo de un proceso de ciclado de precursores aromáticos inducido por una deshidrogenación catalizada por la superficie, que conduzca a la formación de fullerenos. Este proceso de ciclado es muy eficiente (~100%) y lo hemos utilizado para sintetizar por primera vez el triazafullereno C57N3. Investigamos estos procesos utilizando técnicas de análisis de superficies en ultra alto vacío, como Scanning Tunnelling Microscopy (STM) and X-Ray Photoemission spectroscopy (XPS). Además seguimos el proceso mediante cálculos de primeros principios (DFT). Este mecanismo abre la puerta a una producción controlada de fullerenos y heterofullerenos de distintos tamaños. Además puede permitir la encapsulación de diferentes especies (endohedral fullerene) o la formación de capas de grafeno, puras o dopadas, sobre diferentes superficies.
1. G. Otero, G. Biddau, C. Sánchez-Sánchez, R. Caillard, M. F. López, C. Rogero, F. J. Palomares, M.A. Basanta, J. Ortega, J. Mendez, A. M. Echavarren, R. Pérez, B.Gómez-Lor and J. A. Martín-Gago. Nature - 454,856-859 (2008)
Proyectos:1. MAT2005-3866, Sistemas Moleculares Nanoestructurados, Ministerio de Educación y Ciencia; 2. Consolider-Ingenio 2007 Nanoselect.
30. Recubrimientos de boro-carbono-nitrógeno resistentes a la abrasión con estructura tipo fulereno o tipo diamante
Los recubrimientos de Boro-Carbono-Nitrógeno muestran una gran variedad de propiedades físicas que dependen tanto de la composición BxCyNz como de la estructura de enlace que presenten los átomos. Entre estas propiedades se encuentran las de alta dureza y resistencia a la abrasión que son abordadas en este linea de investigación. Los recubrimientos B-C-N se preparan mediante evaporación en vacío de B y C, simultánea al bombardeo con iones de N. El control de composición se logra mediante el control de los flujos incidentes de B, C y N. El control de la estructura de enlace mediante la energía de los iones incidentes y la temperatura de depósito. Dos tipos de estructura relevante para las propiedades tribológicas son la tipo fulereno (basada en planos hexagonales curvados y entrecruzados) y la tipo diamante, basada en la presencia de una fracción alta de átomos con hibridación sp3.
1. I. Caretti, R. Gago, J.M. Albella and I. Jiménez, Boron carbides formed by coevaporation of B and C atoms: a study of the vapor reactivity, BxC1-x composition and bonding structure, Phys. Rev. B 77, 174109 (2008).
2. J. G. Buijnsters, M. Camero, A. R. Landa-Canovas, C. Gómez-Aleixandre, I. Jiménez and R. Gago Direct spectroscopic evidence of self-formed C60 inclusions in fullerenelike hydrogenated carbon films, Appl. Phys. Lett. 92, 141920 (2008)
Proyectos: FOREMOST (NMP3-CT-2005-515840). 6º Programa Marco Unión Europea.
31. Recubrimientos bajo emisivos para captadores solares térmicos
El objetivo fundamental del proyecto es mejorar el rendimiento del captador solar térmico a través de la variación de las propiedades ópticas del vidrio mediante la deposición de recubrimientos monocapa espectralmente selectivos y que además, reúnan las propiedades mecánicas adecuadas para soportar las condiciones atmosféricas en las que se sitúa el captador. Los recubrimientos bajo emisivos existentes, los que pueden proporcionar la emisividad fijada en los objetivos son los multicapa, basados en una capa funcional principalmente de plata. El problema es la fácil degradación de estas capas en el ambiente de un captador solar. Una interesante línea de investigación a abordar este problema partiendo de recubrimientos monocapa monocapa de TiN (nitruro de titanio) que, además de presentar baja emisividad es un material resistente.
Proyectos: Contrato Isofoton
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