Patterned magnetic nanostructures for biomedical applications

Abstract

Las nanoestructuras magnéticas en forma de disco presentan características distintivas para aplicaciones nanomédicas. Este tipo de aplicaciones demandan un control preciso de la geometría y las dimensiones de las nanoestructuras para evaluar tanto su eficiencia como funcionalidad. En esta tesis se presenta una estrategia de fabricación sin máscara, versátil y económica para el diseño de elementos con momentos magnéticos altos a escala submicrométrica. Se evaluaron dos rutas de fabricación mediante litografía de interferencia utilizando resinas positivas y negativas en cada caso, incluyendo las ventajas y desventajas de cada ruta. Los pasos más críticos del proceso de fabricación, como es la liberación de los discos del sustrato, se optimizaron para preservar completamente las propiedades magnéticas del material. Una vez elegida la ruta más óptima y dada la posibilidad de la técnica de depositar multicapas de distintos materiales magnéticos y no magnéticos, se fabricaron y caracterizaron tres tipos de nanoestructuras con remanencia nula para aplicaciones biomédicas: nanodiscos de Permalloy y nanodiscos de hierro en estado vórtice e imanes antiferromagnéticos sintéticos. Dada su mayor facilidad de fabricación y mejores propiedades magnéticas para las aplicaciones biomédicas se eligieron las nanoestructuras en estado vórtice para los ensayos posteriores. Se estudió la dinámica de los discos sujetos a campos magnéticos alternos con distintas condiciones, y se evaluó la citotoxicidad en células de melanoma primario. No se observaron efectos de citotoxicidad, validando el uso de estas nanoestructuras en aplicaciones biomédicas.