Propietats físiques de materials inorgànics cristal·lins - CRISOL

Referència del grup:

GIUV2023-554

 
Descripció de l'activitat investigadora:
Después de su doctorado en Nanociencia por la Univesitat de València y de una estancia postdoctoral en el departamento de Física de la materia condensada del MIT, el Dr. Efrén Navarro Moratalla regresó a España para fundar el laboratorio de sólidos cristalinos inorgánicos (Crisol lab). Desde entonces es el responsable de varios proyectos de investigación financiados por diferentes entidades: la Generalitat Valenciana, el Ministerio de Ciencia e Innovación, la fundación La Caixa (Junior Leader 2017) y el Consejo Europeo de Investigación (ERC Starting Grant).El crecimiento de cristales es una disciplina antigua pero esencial en la física de la materia condensada. No obstante, existe en la actualidad una brecha entre los científicos que diseñan y sintetizan nuevos materiales y los que estudian la física fundamental de los sólidos. Nuestro grupo busca tender puentes entre ambos campos, al proporcionar experiencia en el diseño y síntesis de cristales para la integración en dispositivos y la exploración de fenómenos físicos. Utilizamos diversas técnicas de crecimiento, como el transporte químico y las técnicas de flujo, adaptándolas para explorar nuevas combinaciones de elementos y...Después de su doctorado en Nanociencia por la Univesitat de València y de una estancia postdoctoral en el departamento de Física de la materia condensada del MIT, el Dr. Efrén Navarro Moratalla regresó a España para fundar el laboratorio de sólidos cristalinos inorgánicos (Crisol lab). Desde entonces es el responsable de varios proyectos de investigación financiados por diferentes entidades: la Generalitat Valenciana, el Ministerio de Ciencia e Innovación, la fundación La Caixa (Junior Leader 2017) y el Consejo Europeo de Investigación (ERC Starting Grant).El crecimiento de cristales es una disciplina antigua pero esencial en la física de la materia condensada. No obstante, existe en la actualidad una brecha entre los científicos que diseñan y sintetizan nuevos materiales y los que estudian la física fundamental de los sólidos. Nuestro grupo busca tender puentes entre ambos campos, al proporcionar experiencia en el diseño y síntesis de cristales para la integración en dispositivos y la exploración de fenómenos físicos. Utilizamos diversas técnicas de crecimiento, como el transporte químico y las técnicas de flujo, adaptándolas para explorar nuevas combinaciones de elementos y estructuras cristalinas. La caracterización de los sólidos se lleva a cabo desde múltiples puntos de vista de la física fundamental, incluyendo técnicas estructurales de rayos-X, de microscopías ópticas y electrónicas, espectroscópicas (como por ejemplo la espectroscopía de Raman) y de transporte electrónico a bajas temperaturas y altos campos magnéticos.En cuanto a la integración en dispositivos optoelectrónicos, una de las familias de materiales inorgánicos de mayor (aunque no exclusivo) interés para el grupo en la actualidad son los materiales bidimensionales (materiales 2D), que se integran fácilmente en dispositivos planos. Exploramos nuevas físicas a través de la integración de cristales de espesor atómico en diversas arquitecturas de dispositivos.Nuestra investigación en este sentido se centra en la física de baja dimensionalidad, donde estudiamos el transporte electrónico y las interacciones luz-materia simultáneamente. El estudio in operando de los sistemas cristalinos inorgánicos nos permite descubrir nuevos comportamientos sinérgicos entre propiedades correlacionadas, como ahora son el magnetismo y la ferroelectricidad.
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Pàgina Web:
 
Objectius cientificotècnics:
  • Diseñar, sintetizar y crecer sólidos inorgánicos cristalinos con nuevas propiedades físicas -eléctricas y magnéticas en particular-, mediante técnicas como el transporte de vapor químico (chemical vapour transport, CVT), la deposición de vapor químico (chemical vapour deposition, CVD) y el flujo. Esto incluye materiales masivos y también materiales 2D (de espesor de unos pocos átomos).
  • Caracterizar, desde el punto de vista físico-químico, los sólidos inorgánicos cristalinos empleando técnicas químicas, estructurales (rayos-X, microscopía electrónica, análisis químico) y físicas (magneto-óptica, Raman, transporte electrónico)
  • Elucidar la relación de las propiedades ópticas, magnéticas y electrónicas de los nuevos materiales de diseño con su naturaleza química. Retroalimentar con estos conocimientos el diseño y síntesis de materiales más avanzados.
  • Integrar los sólidos inorgánicos cristalinos en nano-dispositivos optoelectrónicos con funcionalidades que permitan explotar las nuevas propiedades físicas halladas.
 
Línies d'investigació:
  • Control elèctric del magnetisme en materials 2D. En esta línea se diseñan, sintetizan, aíslan e integran materiales de espesor atómico con propiedades multiferróicas, para el control del magnetismo a través de campos eléctricos externos. Uno de los enfoques es diseñar materiales en los que coexisten estados ferroeléctricos y ferromagnéticos con una elevada correlación entre sí. La segunda aproximación es fabricar cristales laminares capa a capa a partir de materiales 2D magnéticos y ferroeléctricos, para buscar un acoplo fuerte entre ambos órdenes ferróicos. En todos estos materiales se hace un estudio exhaustivo de sus propiedades físico-químicas y de la teoría sobre el origen químico-estructural de las propiedades observadas.
  • Creixement cristal·lí de sòlids inorgànics de grossària atòmica a gran escala i de les seues heterostructures. En esta línea nos centramos en el procesos de crecimiento de sólidos inorgánicos cristalinos de un espesor de pocas capas. El objetivo es sintetizar a gran escala los materiales 2D con propiedades eléctricas y magnéticas con control del espesor capa a capa. Se puede así optimizar la obtención de materiales de monocapa que son difíciles de asilar por método de adelgazamiento o incluso generar cristales artificiales con uniones laterales de gran perfección.
  • Desenvolupament de nano-dispositius optoelectrònics no recíprocs. Esta línea tiene por objetivo integrar los sólidos cristalinos de diseño en dispositivos de interés para la óptica y la electrónica. En concreto nos interesa la fabricación de dispositivos tipo diodo dual donde el transporte de carga y de fotones se pueda producir en una dirección y no en la opuesta.
  • Estudi fonamental del magnetisme no col·lineal en sòlids inorgànics. Esta línea se nutre de los sólidos multiferróicos de alta perfección crecidos en las otras líneas de investigación para estudiar en detalle la física fundamental de los estados magnéticos no colineales. Mediante medidas de dispersión de Raman, fotoluminiscencia, magneto-ópticas y de transmisión óptica a bajas temperaturas y altos campos magnéticos, se intenta extraer conclusiones a nivel teórico sobre el origen y acoplamientos de los estados helimagneticos en los materiales.
 
Components del grup:
Nom Caràcter de la participació Entitat Descripció
Efrén Adolfo Navarro MoratallaDirector-a UVEG-Valencia Investigador-a contractat-ada Ramón y Cajal
Equip d'investigació
Filippo MioneMembre UVEG-Valencia Investigador-a en Formació altres Lley de Ciència
Jose Joaquin Perez GrauMembre UVEG-Valencia Investigador-a en Formació Predoctoral en el Ministeri
Khagesh Kumar TanwarMembre UVEG-Valencia Investigador-a doctor-a UVEG Junior
Ivona KosicCol·laborador-a UVEG-Valencia Investigador-a no Doctor-a UVEG A1
Jaume Meseguer SanchezCol·laborador-a UVEG-Valencia Investigador-a no Doctor-a UVEG A1