Por su aportación científica y rigurosidad en el desarrollo de su proyecto, la Sociedad Mexicana de Ciencia y Tecnología de Superficies y Materiales A.C. otorgó el Premio Intercovamex Best Doctoral Thesis Award (Mejor Tesis Doctoral 2021) a Sandra Julieta Gutiérrez Ojeda, egresada del Doctorado en Ciencias de Materiales del Instituto de Física “Ingeniero Luis Rivera Terrazas” (IFUAP).
Este reconocimiento fue por su tesis titulada “Propiedades magnéticas de nanoestructuras depositadas sobre superficies (111) de estructura cúbica”, un trabajo asesorado por el profesor investigador de la BUAP, Gregorio Hernández Cocoletzi, en el tema de superficies con propiedades semiconductoras.
La doctora Gutiérrez Ojeda inició su formación en la BUAP, en la carrera en Ingeniería Mecánica y Eléctrica, donde tuvo su primer acercamiento con el estudio de la materia, gracias a los cursos que tomó con el doctor Alejandro Bautista, profesor de Ingeniería y quien la inició en esta área.
“Cuando estudié Ingeniería Mecánica y Eléctrica tuve una materia llamada ciencia de materiales, la cual se enfocaba en describir las propiedades, pero no sólo a nivel macroscópico, pues se buscaba descubrir porqué la materia tenía ciertas características y eso me pareció muy interesante, conocer esas propiedades en los materiales, saber cómo están conformadas sus aleaciones y cómo influye de forma determinante en su función; de ahí surgió mi curiosidad”.
Posteriormente ingresó a la Maestría en Ciencias (en la especialidad de Ciencia de Materiales) en el IFUAP, donde obtuvo el grado con el estudio de ondas longitudinales en medios porosos, bajo la asesoría de los doctores Jesús Arriaga y Octavio Meza.
Al tener una formación en Ingeniería, la adaptación a la perspectiva de un físico fue difícil; por ejemplo, recordó que estaba acostumbrada a aplicar las ecuaciones que ya estaban descritas en la literatura, pero al ingresar al posgrado tenía que llevar un problema desde una ecuación general hasta un caso específico y no sólo deducirlas, lo que le resultaba complicado. Sin embargo, su constancia la ayudó a adaptarse y con el apoyo de sus compañeros y profesores, pudo sortear estas vicisitudes.
Al ingresar al doctorado, Sandra Julieta Gutiérrez perfiló más su interés científico hacia el estudio a nivel atómico, de esta forma se interesó por trabajar materiales cristalinos con estructura cúbica, en los que analizó la adsorción de metales de transición, específicamente de manganeso y cromo. Detalló que la diferencia es que la adsorción se refiere al efecto sólo en la superficie, mientras que la absorción se remite al efecto de penetrar en el material.
Como parte de su investigación depositó átomos de cromo o manganeso sobre superficies con propiedades semiconductoras, principalmente de nitruro de galio y arseniuro de galio, lo que permitió conocer cómo es que interactuaban estos átomos con la superficie; la cual es reactiva por naturaleza, además de identificar si eran termodinámicamente estables mediante un cálculo de energía de formación de superficie, posteriormente se revisaron sus propiedades electrónicas y magnéticas.
“Se trata de un trabajo ubicado en el plano de investigación teórica, partiendo de conceptos de interacciones interatómicas, las cuales son tratadas mediante la teoría del funcional de la densidad DFT por sus siglas en inglés. Para esto todos los cálculos se realizaron en el Laboratorio Nacional de Súper Cómputo de la BUAP. Las propiedades identificadas en los sistemas de estudio son predicciones que pueden extrapolarse a nivel macroscópico, lo cual abre una gama de posibilidades para mejorar o dar una alternativa a los dispositivos electrónicos y los que estén relacionados con la espintrónica”.
Al trabajar con metales de transición que tienen propiedades magnéticas, sus aportaciones pueden ser útiles para el área de la espintrónica, la cual se refiere a una tecnología experimental que utiliza las propiedades del espín de un electrón (giro natural de las partículas a nivel cuántico), para fabricar dispositivos más rápidos, eficientes y con mayor capacidad de almacenamiento, en dispositivos como memorias, computadoras, discos duros y teléfonos, entre otros.
La espintrónica se refiere a una tecnología experimental que utiliza las propiedades del espín de un electrón (giro natural de las partículas a nivel cuántico), con la cual se podrían fabricar dispositivos más rápidos, eficientes y con mayor capacidad de almacenamiento en dispositivos como memorias, computadoras, discos duros, teléfonos, etcétera.
Parte de los resultados de su tesis doctoral galardonada, también se debieron a la estancia de investigación doctoral que realizó siendo alumna del IFUAP en los laboratorios del Grupo de Filmes Nanoestructuras Magnéticas de la Universidade Federal do Paraná con sede en Curitiba, Paraná, Brasil, donde estudió la interacción electrónica de películas ultra delgadas de Mn y Ge depositadas en diferentes superficies de GaAs, siendo este un trabajo experimental, lo cual sirvió para complementar los conocimientos adquiridos teóricamente.
Alejada de las especialidades comunes a su carrera, la doctora Sandra Gutiérrez no sólo obtuvo el premio a Mejor Tesis Doctoral, también fue graduada con honores en el IFUAP al obtener el Cum Laude. Siempre con una mente creativa e inquieta, la pasión por su labor como científica le ha permitido ser miembro nivel del Sistema Nacional de Investigadores.
Actualmente se encuentra en el Centro de Nanociencias y Nanotecnología de la UNAM, como investigadora posdoctorante, donde estudia principalmente sistemas bidimensionales, que involucran a metales de transición para poder lograr propiedades magnéticas con aplicaciones en la espintrónica.
“Estudié ingeniería mecánica porque me gusta armar cosas, diseñar y resolver problemas, me gustan mucho las matemáticas. Mis padres son arquitectos y ellos me iniciaron en el diseño, pero no queria diseñar casas sino otro tipo de materiales, aplicando las matemáticas. Ahora lo que hago es armar estructuras o modelos, pienso en resolver problemas, eso me encanta porque lo que hago es como si se tratara de un juego, es algo que me entretiene y puedo pasar horas y nunca me canso, creo que es gracias a la pasión que sientes por lo que haces”.
