Línea 1: Nanofabricación y microscopías avanzadas

ÁREA 6: TECNOLOGÍAS EXPERIMENTALES SINGULARES (TES).

Línea 1: Nanofabricación y microscopías avanzadas.

Descriptor: Esta línea de investigación está fuertemente ligada a la infraestructura científico-tecnológica singular Laboratorio de Microscopías Avanzadas (LMA), asociada al INMA. Las principales líneas de investigación desarrolladas son: a) Nanofabricación para la creación de nanodispositivos singulares usando microscopios FIB-SEM; b) Uso de la microscopía electrónica de transmisión (TEM) en materiales sensibles al haz de electrones, en nuevos desarrollos en microscopía electrónica in- situ, para espectroscopía de alta resolución espacial y energética, y para la obtención de imágenes magnéticas basadas en microscopía de Lorentz y holografía electrónica;
c) Microscopías de barrido (por efecto túnel, STM, y de fuerzas, AFM) para imagen, manipulación atómica, espectroscopía y nanofabricación.

Actividad previa en la línea:
– Fabricación de nanoestructuras magnéticas mediante FEBID (Focused Electron Beam Induced Deposition).
– Fabricación de nanoestructuras superconductoras mediante FIBID (Focused Ion Beam Induced Deposition).
– Fabricación de (nano)estructuras metálicas mediante Cryo-FIBID (FIBID en condiciones criogénicas).
– Espectroscopía avanzada en TEM (microscopía electrónica de transmisión) mediante EELS (espectroscopía de pérdida de energía electrónica).
– Estudios mediante TEM de la respuesta de materiales a estímulos externos (TEM in situ).
– Determinación de composición y estructuras cristalinas con resolución atómica mediante TEM.
– Imagen magnética mediante TEM utilizando holografía y microscopía Lorentz.
– Estudios mediante TEM de bajo voltaje de materiales sensibles a altas energías.
– Microscopía de barrido de efecto túnel (STM) resuelta en espín.
– Fabricación de estructuras artificiales basadas en manipulación atómica mediante STM.
– Espectroscopía a escala atómica mediante STM.
– Nanofabricación mediante dip-pen (DPN).

Objetivos futuros para la línea:

• Nuevas técnicas de fabricación de nanoestructuras magnéticas (en 3D mediante FEBID y de crecimiento ultra-rápido mediante Cryo-FIBID).
• Fabricación de nanodispositivos superconductores mediante técnicas avanzadas basadas en haces de iones.
• Nuevas estrategias de fabricación ultra-rápida de contactos metálicos mediante haces de electrones e iones.
• Nanofabricación avanzada aplicada a nuevos materiales (aislantes topológicos, materiales bidimensionales).
• Nanoscopía electrónica en materiales carbonosos de baja dimensionalidad, en materiales próximos heteroatómicos o de otros compuestos laminares y de sistemas híbridos/funcionalizados.
• Estudio de la transformación o respuesta de materiales a estímulos (irradiación, temperatura, corrientes eléctricas) vía TEM in situ.
• Estudio de nuevas texturas magnéticas en nanoimanes 3D mediante el desarrollo de técnicas de imagen TEM magnética.
• Análisis avanzado de materiales mediante técnicas cuantitativas de imagen STEM y espectroscopía EELS, con foco en materiales óxidos multifuncionales.
• Estudios a nivel atómico de materiales sensibles al haz electrónico, con foco en solidos nanoporosos incluyendo Zeolitas y Metal Organic Frameworks (MOFs).
• Fabricación de estructuras artificiales con control atómico mediante STM.
• Espectroscopia a escala local y mesoscópica mediante STM.
• Combinación del STM con la fotoemisión resuelta en ángulo y foto-difracción.
• Preparación de puntas de STM magnéticas y protocolos de adquisición de datos para investigar bits cuánticos, cadenas de espín y estados de borde de origen topológico.
• Fabricación de dispositivos cuánticos basados en moléculas mediante DPN.
• Nanofabricación mediante DPN aplicada al grafeno.