madri+d | Lunes 07 de mayo de 2012
Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) lograron desarrollar un modelo teórico que describe los efectos físicos que se producen al bombardear con iones de masa elevada una muestra de niobato de litio, un material cuyas propiedades electro-ópticas son especialmente prometedoras en áreas tecnológicas como la fotónica y la microelectrónica.
Investigadores del
Centro de Microanálisis de Materiales (CMAM) de la Universidad Autónoma de Madrid desarrollaron un modelo teórico que describe los efectos físicos que se producen en una muestra de niobato de litio (LiNbO3) tras ser bombardeada con iones energéticos pesados. El modelo proporciona importante conocimiento de base para el desarrollo de nuevas tecnologías, ya que el niobato de litio es un material de prometedoras aplicaciones en campos como la fotónica y la microelectrónica.
El procedimiento de “bombardeo” fue posible gracias a un acelerador de partículas electroestático emplazado en el CMAN. Con una tensión máxima de cinco millones de voltios, este acelerador es la instalación con mayor alta tensión en España. Los resultados del experimento fueron expuestos en un
artículo publicado en la revista Journal of Physics D: Applied Physics.
Los autores del artículo estudiaron la morfología a escala nanométrica de las “trazas de daño” generadas por cada uno de los “iones-proyectiles” impactados contra la muestra de niobato de litio. El modelo teórico desarrollado describe finalmente los perfiles de tensiones y deformaciones elásticas causados por cada una de las “nano-trazas”, consideradas por los investigadores como inclusiones elásticas con características distintas a las de la muestra original. El modelo ofrece así una información sumamente valiosa para planificar el uso seguro del material en aplicaciones tecnológicas.
El CMAM y el bombardeo con haces de iones
El Centro de Microanálisis de Materiales lleva varios años investigando los efectos causados por el bombardeo de materiales con iones de masa elevada y energías de mega y giga electronvoltios (MeV-GeV), así como explorando la aplicación de este tipo de irradiaciones para la fabricación de diversas estructuras fotónicas novedosas y singulares.
Se trata de investigaciones que persiguen, básicamente, entender los mecanismos responsables del daño por irradiación cuando la deposición de energía en el material es mayoritariamente de naturaleza electrónica y no a través de colisiones elásticas con los átomos del medio.
Los avances en esta materia no sólo resultan altamente relevantes para la creación de tecnologías en fotónica y microelectrónica. También son de gran interés en la construcción de instalaciones adecuadas para fisión y fusión nuclear, así como en el uso de terapias contra el cáncer con hadrones de alta energía (hadron therapy).
Además se espera que estos conocimientos sean útiles para el desarrollo de tecnologías espaciales, por ejemplo para conocer la durabilidad y fiabilidad de dispositivos y componentes en los viajes y misiones al espacio. Hasta ahora el conocimiento de los mecanismos físicos del daño por irradiación es muy limitado. El CMAM, sin embargo, ha realizado interesantes progresos en experimentos sobre diversos materiales como nitruro de cobre, sílice, cuarzo y el propio niobato de litio.