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Secretaría de Investigación y Doctorado
Av. Paseo Colon 850 Piso 3° C1063ACV Capital Federal
Tel.: 4331-1852 4331-9877
E-mail: secid@fi.uba.ar
Web : http://www.fi.uba.ar/autoridades/secretarias/invydoc/
Secretario : Dra. Marta Rosen

FISICA

LABORATORIO DE ABLACION LASER

AREA DE INVESTIGACION:
Ciencias de los materiales
DIRECTOR:

Gerardo Quintana, Licenciado en Física, Profesor Titular D.E.
Stella Duhalde, Doctora en Física, Profesora Asociada D.E.

DIRECCION:
Laboratorio de Ablación Láser
Departamento de Física. FIUBA.
Av. Paseo Colón 850, Piso 2º - (C1063ACV) Ciudad Autónoma de Buenos Aires.
Tel.: (+54-11) 4 343-1418
Fax: (+54-11) 4331-1852/4331-9877
E-mail: gquinta@fi.uba.ar / sduhald@fi.uba.ar
INTEGRANTES:

María Florencia Vignolo, Licenciada en Física, Jefe de Trabajos Prácticos D. E.
Federico Golmar, Ingeniero Electrónico, Tesista de Doctorado.
Matías Marticorena, Estudiante de Ingeniería, Tesista de Grado.
Paula Andrea Martín, Estudiante de Ingeniería, Tesista de Grado.
Máximo Dellarole, Estudiante de Ingeniería, Tesista de Grado.
J. C. León Degreef, Estudiante de Ingeniería.
Gastón Corti, Estudiante de Ingeniería.

PROYECTOS DE INVESTIGACION EN CURSO:
Tratamientos Superficiales de Implantes de Titanio asistidos por Láser para Mejorar su Oseointegración. UBACYT 2004 - 2007 código I035.
Este proyecto multidisciplinario combina las habilidades y experiencias de dos laboratorios de Investigación de la UBA, para aplicarlo al campo de Ciencia de Materiales de uso Biológico. Si bien el Laboratorio de Ablación Láser de la Facultad de Ingeniería es el responsable del proyecto, los materiales tratados deben ser sometidos a tests biológicos y para ello se cuenta con la colaboración del Laboratorio de Biomateriales de la Facultad de Odontología.
Se realizará un estudio sistemático de la influencia de los tratamientos asistidos por láser en implantes de Ti, para mejorar su oseintegración. Se analizará la influencia de la densidad de energía, número de pulsos, atmósfera del tratamiento y longitud de onda en la composición, morfología, resistencia a la corrosión y propiedades mecánicas del implante. Se intentará determinar cuáles son las características principales que influyen en la oseointegración: las propiedades fisicoquímicas y/o la micromorfología del implante (microgeometría y rugosidad). Se analizarán los aspectos dinámicos y fisicoquímicos del plasma y de la interacción láser-materia a través del análisis por espectroscopía de emisión del plasma y tiempo de vuelo de las especies. Se desarrollarán modelos numéricos térmicos e hidrodinámicos que permitan el estudio de la interacción láser-materia y la expansión del plasma en atmósfera inerte y reactiva. Se analizará la respuesta del proceso reparativo peri-implante que conduce a la oseointegración. En tal sentido se realizará el estudio histológico, histomorfométrico y el análisis estadístico de los resultados.

Subsidios para Fortalecer la Investigación, la Enseñanza y la Extensión en Física y en Ciencias del Mar, "Magnetismo y Materiales Magnéticos". Fundación Antorchas 2004 – 2006.
El principal objetivo de este proyecto es crear una Red Nacional dedicada a actividades de investigación en Magnetismo y Materiales Magnéticos (RN-MMM) que permita asociar los recursos existentes, formar recursos humanos en este campo y facilitar la cooperación entre diferentes grupos de investigación. El proyecto es posible en el contexto argentino y, aunque está basado en capacidades y cooperación existentes, permite aumentar notablemente la cooperación con grupos menos experimentados o con esos grupos que luchan por abrir estas líneas localmente. Por otro lado, este proyecto ayuda a disminuir las limitaciones de infraestructura debido al uso compartido de equipos, y mejora el entrenamiento de los recursos humanos permitiendo la asistencia a cursos especializados. Este proyecto apunta específicamente, dada la asociación de los distintos laboratorios, a generar investigaciones cualitativamente y cuantitativamente superiores a las que se desarrollan actualmente en cada uno de ellos. Aunque algunos de estos grupos poseen esta habilidad, la creación de una Red Nacional dedicada al estudio del Magnetismo y Materias Magnéticas (RM-MMM) procura alcanzar un nivel de excelencia tanto en la producción del conocimiento como en su aplicación. Tanto el compartir las facilidades existentes como el entrenamiento de recursos humanos y la cooperación entre los diversos grupos de investigación nos permite continuar produciendo trabajos de investigación en el nivel más alto del espíritu competitivo internacional. Para alcanzar estos objetivos, este trabajo busca:

- Reforzar la investigación experimental y teórica, compartiendo las facilidades y conocimientos entre los grupos diferentes
- Desarrollar conocimientos en un campo de investigación con aplicaciones futuras
- Entrenar los recursos humanos por medio de cursos de graduado y posgraduado y dentro de los laboratorios pertenecientes a la Red
- Interactuar con grupos en otras disciplinas que podrían contar con la información, los procesos y las aplicaciones obtenidos por los miembros de esta Red
- Crear un foro de Internet para informar de las actividades, los proyectos y las publicaciones científicas de la Red
- Crear becas doctorales orientadas
- Promover las actividades de extensión tales como el asesoramiento y la transferencia de potenciales desarrollos a compañías nacionales y/o otras disciplinas científicas
- Proporcionar nuevas facilidades para ser compartidas por la comunidad de MMM.

Desde el comienzo, casi todos los laboratorios y grupos de investigación en la Argentina relacionados con el estudio de materiales magnéticos formaron parte de esta Red; sin embargo, nuestra meta es incluir a todos los existentes en el futuro próximo. Actualmente, los laboratorios y los grupos que forman parte de la RN-MMM son los siguientes:

LBT: Laboratorio de Bajas Temperaturas. Departamento de Física, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires.
LAL: Laboratorio de Ablación Láser. Departamento de Física, Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires.
LSA: Laboratorio de Sólidos Amorfos. Departamento de Física, Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires.
GMM: Grupo de Materiales Magnéticos. Departamento de Física, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional La Plata.
GSM: Grupo de Materiales Nanoestructurados. Departamento de Física, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional La Plata.
LAFMACEL: Laboratorio de Físicoquímica de Materiales Cerámicos Electromagnéticos. Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires.
LEMöss: Laboratorio de Espectroscopía Mössbauer. Departamento de Física, Centro Atómico Constituyentes, Comisión Nacional de Energía Atómica.
GMC: Grupo de Materia Condensada. Departamento de Física, Centro Atómico Constituyentes, Comisión Nacional de Energía Atómica.
GMOxAl: Grupo de Óxidos Y Aleaciones Magnéticas. Departamento de Física, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional La Plata.
GCM: Grupo de Ciencia de Materiales. Departamento de Física. Facultad de Matemáticas, Astronomía y Física, Universidad de Córdoba.
LRM-CAB: Grupo de Resonancia Magnética. Departamento de Física, Centro Atómico Bariloche.
GTPEM: Grupo de Teoría de Las Propiedades Magnéticas y Electrónicas. Departamento de Física, Centro Atómico Constituyentes, Comisión Nacional de Energía Atómica.
LAFISO: Laboratorio de Estado Sólido. Departamento de Física, Facultad de Ciencias e Ingeniería, Universidad Nacional de Tucumán.

Esta red está conformada actualmente por más de 70 personas, incluyendo investigadores y estudiantes de doctorado.

Laboratorio en Red para el Diseño, la Fabricación y Caracterización de Dispositivos MicroElectroMecánicos (MEMS)/ Red Lab-MEMS". ANPCyT 2004–2005 – CNEA - CITEFA - UNSAM – UBA. Código PME 109.
El proyecto tiene como objetivo principal la creación de la Red LabMEMS, potenciando la interacción ya implementada entre algunos de los laboratorios participantes y adquiriendo equipamiento nuevo o complementando el ya existente.
El proyecto Laboratorio en Red para el Diseño, la Fabricación y Caracterización de Dispositivos MicroElectroMecánicos (MEMS) / "Red LabMEMS" creará una capacidad de investigación, desarrollo, diseño, fabricación y caracterización de dispositivos y microsistemas, integrando en red los laboratorios de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) de sus Centros Atómicos de Bariloche (CAB) y Constituyentes (CAC) con la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires (FI-UBA), con el Centro de Investigaciones Ópticas (CIOp/CIC) y con la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata (FI-UNLP). Se aprovecha así la gran experiencia acumulada de sus investigadores en distintos campos de la ciencia y de la tecnología para direccionarlos al diseño y fabricación de dispositivos del tipo MicroElectroMechanical Systems (MEMS) y a su incorporación a circuitos integrados analógicos y digitales para aplicaciones específicas.
Los proyectos que se desarrollarán una vez implementada la red, y que se describen más adelante, son: los multi-micro-sensores de gas para narices electrónicas y “sniffers” y se podrá continuar con el desarrollo del giróscopo del tipo IFOG (Giróscopo de Fibra Óptica Interferencial) que se basa en un dispositivo MEMS denominado IOC (Integrated Optic Circuit ) con un modulador de fase.
La puesta en marcha de la Red LabMEMS permitirá a nuestro país alcanzar objetivos de desarrollo tecnológico estratégico (giróscopos IFOG para el plan espacial argentino y “sniffers” para la seguridad y el control de sustancias peligrosas). Además, se alcanzará una mayor calidad en los resultados previstos por los distintos proyectos de investigación de cada uno de los nodos que integran esta Red de laboratorios.

Nariz Electrónica con Sensores de Gas en Silicio Micromaquinado. ANPCyT 2002 - 2004 UBA – CNEA - CITEFA – UNSAM. Código PID 2000-00131.
El concepto de nariz electrónica para la identificación de sustancias químicas gaseosas, inspirado en el sistema olfativo de los mamíferos ha tenido desde 1990 un desarrollo vertiginoso. El presente proyecto consta de tres desarrollos articulados para la creación de un prototipo precompetitivo de nariz electrónica. Dicho proyecto es de tipo multidisciplinario, cuyo objetivo principal es la construcción de un prototipo precompetitivo de una nariz electrónica para la detección de olores o mezclas gaseosas de interés, y se propone integrar tres aspectos fundamentales en la temática propuesta, en el cual intervendrán principalmente investigadores y tecnólogos del Depto.de Física de la CNEA, del Lab. Semiconductores de CITEFA, la Escuela de Ciencia y Tecnología (UNSAM) y el Lab. de Ablación Láser de la Fac. de Ingeniería (UBA).
El primer desarrollo consiste en la construcción de un conjunto de sensores de gas micromaquinados sobre un sustrato de silicio. La película sensible es de óxido metálico semiconductor sintetizada utilizando dos técnicas innovativas, la de "Rheotaxial Growth and Thermal Oxidation"(RGTO) y por la técnica de Pulsed Laser Deposition (PLD), incorporadas recientemente a la Argentina por integrantes de este proyecto (PICT97 -1558).
Una segunda parte del desarrollo es el diseño y construcción de una interfaz electrónica y los controladores para el manejo de un grupo de sensores de gases (sistema de sensores inteligentes), con el objeto de obtener modularidad e interconectividad de distintos sistemas de sensores con un único sistema administrador de toda la información.
La tercera parte la constituyen el análisis de las señales de todos los sensores para la identificación del gas sensado. Comprende el desarrollo de adecuados algoritmos de reconocimiento de patrones, que implica la reducción dimensional mediante la adopción de componentes principales y el uso de redes neuronales. El sistema de reconocimiento debe ser suficientemente versátil como para identificar correctamente olores provenientes de una variedad de aplicaciones como diagnóstico médico, control de calidad de alimentos y monitoreo ambiental.
Finalmente, las tres partes del proyecto deben integrarse en un adecuado prototipo precompetitivo de nariz electrónica, que mejore las características de un primer prototipo de estudio que el grupo ha recientemente desarrollado, orientado a la detección e identificación de mezclas gaseosas de interés en la problemática ambiental.

Depósitos de Películas Delgadas y Heteroestructuras por Láser Pulsado para Dispositivos Electrónicos".. CONICET 2003 – 2005 PIP 2000 código 2319.
Este proyecto está dirigido al diseño y fabricación de estructuras complejas formadas por varias capas delgadas de óxidos con potenciales aplicaciones en microelectrónica. La adecuada elección de estas capas presenta propiedades muy interesantes para su utilización en cabezas lectoras de discos rígidos, sensores de gases, de campo magnético, sensores de radiación infraroja y memorias de computadoras. Los depósitos se realizarán por ablación láser, una técnica adecuada para el depósito de multicapas, y el grabado de las heteroestructuras con técnicas fotolitográficas. Cabe señalar que estas nuevas estructuras como así también las técnicas de fabricación que se utilizarán ocupan hoy día un lugar de relevancia en la Ciencia de Materiales a nivel mundial.
Se crecerán las siguientes multicapas o heteroestructuras: LSMO/STO/CeO2/YSZ/Si, YBCO/CeO2/YSZ/Si, SnO2/SiO2/Si y ZnO/SiO2/Si, estas dos últimas con aditivos metálicos como por ejemplo Sb, V e In. La microestructura de las películas se correlacionará con sus propiedades de transporte y de quimisorción.. También se prepararán películas con estructuras complejas formadas por multicomponentes como SnO2-In2O3 , ZnO-In2O3. Todas estas estructuras se depositarán por láser pulsado (PLD). Se estudiará la influencia de los parámetros de la deposición (densidad de energía, presión de oxigeno, temperatura del sustrato, y espesor de las capas) en la estructura cristalina y en la morfología superficial de cada una de las capas. Se evaluarán sus propiedades funcionales para su utilización como sensores de gases, sensores de campo magnético, cabezas lectoras de discos rígidos, memorias magnéticas (RAM) y dispositivos bolométricos. Se utilizarán técnicas fotolotográficas para el diseño de las heteroestructuras. Sus propiedades serán estudiadas por DRX, SEM, TEM, AFM, Resistencia vs. Temperatura, en presencia y ausencia de diferentes excitaciones.

PALABRAS CLAVES:
Ablación láser - sensores de gases - de campos magnéticos - dispositivos bolométricos.

EQUIPAMIENTO DISPONIBLE:
Equipos de difracción de RX
Laser pulsado
Equipo de espectroscopia Mossbauer

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Responsabilidad sobre contenidos

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Facultad de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires
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