Tesis doctoral de Diego Alba Venero
En esta tesis se ha abordado el estudio de las interacciones magnéticas en sistemas nanoparticulados de fe disueltos en una matriz diamagnética y metálica con la composición fexm100-x (m = cu, ag y au). Estos sistemas tienen forma de película delgada (espesor menor de 300 nm) y una baja concentración de fe x < 15 % at. las aleaciones fueron depositadas por la técnica dc-magnetron sputtering, que permite producir muestras de alta calidad; perfectamente repetitivas y homogéneas. Asi, se han utilizado diversas técnicas para su caracterización, tanto estructural como magnética. Se ha realizado microscopía de fuerza atómica para medir el espesor de las películas; espectroscopia energía dispersiva de rayos x, en un microscopio electrónico de barrido para obtener la composición química de las aleaciones. Por otro lado se ha utilizado la difracción de rayos x para comprobar la cristalinidad de las muestras, así como la ausencia de fases espúreas. El análisis medidas de transporte eléctrico, variando tanto la temperatura (ausencia de átomos magnéticos disueltos) como el campo magnético (presencia de nanopartículas magnéticas) y microscopía electrónica de transmisión, tanto convencional, como de alta resolución. También se ha llevado a cabo difracción de electrones y microscopía electrónica de transmisión por barrido, incluyendo la técnica de imagen en campo oscuro generada por electrones dispersados a alto ángulo (haadf). Cabe señalar algunas experiencias realizadas en el difractómetro de bajo ángulo de neutrones polarizados d22, situado en el institue laue-langevin (ill). En cuanto a las medidas magnéticas, se han tomado principalmente en el magnetómetro squid mpms xl 5t. En él se ha aplicado tanto medidas de magnetización dc (procesos de enfriamiento sin campo (zfc) y de enfriamiento con campo (fc) con temperaturas entre 2 y 300 k) como de ciclos de histéresis (hasta h = 50koe) y de susceptibilidad en corriente alterna (0.1 hz < ¿ < 1000 hz). Finalmente, se obtuvo tiempo de haz para realizar dicroismo circular de rayos x (xmcd) en el borde de absorción l2,3 del au en el sincrotrón spring-8. También se abordó un tratamiento térmico a distintas temperaturas (hasta 250 ºc) en una muestra, modificando su comportamiento magnético. cuando el tamaño de los materiales ferromagnéticos se reduce por debajo de un tamaño crítico (típicamente en la nanoescala) emergen partículas monodominio. Cuando estas nanopartículas están aisladas unas de las otras y suficientemente diluidas, presentan un comportamiento superparamagnético. éste es muy similar a los paramagnéticos clásicos, pero fluctuando todo el momento magnético de la nanopartícula (acloplado por canje directo y llamado superespín) en lugar de todos los momentos magnéticos atómicos independientemente. Sin embargo, cuando se favorecen la existencia de interacciones magnéticas, aparecen comportamientos muy distintos (y complejos), tales como el super vidrio de espín (fase donde los superespines están frustrados) o el super ferromagnetismo donde todos los superespines están alineados por las interacciones interparticulares. en nuestro estudio en concreto, los resultados obtenidos han sido sorprendentes por dos motivos. El primero es la gran cantidad de interacciones existentes pese a lo diluido de las muestras (del orden del 10% at. En fe), observando ciclos de histéresis a temperatura ambiente. Este comportamiento (contrario a lo observado previamente en la literatura) pone de manifiesto la importancia de la nanoestructura, destruyendo aquí la fase puramente superparamagnética. El segundo resultado fuera de lo común es la obtención de fases tipo vidrio de espín en sistemas que clásicamente no lo admitian debido a su fuerte comportamiento kondo, como son las aleaciones de fecu y feag. La existencia de nanopartículas magnéticas permite una nueva visi'on de este problema. recapitulando: se han fabricado nanostructuras en forma de películas delgadas, con una baja concentración de material ferromagnético y con distintas matrices de metal noble. Se ha realizado una profunda caracterización tanto estructural como magnética, con técnicas de laboratorio y en grandes instalaciones. Asimismo, se han probado varios modelos teóricos, y se ha comparado sistemáticamente con sistemas similares (tanto en forma masiva (bulk) como en forma de película degada) para conseguir un entendimiento global del magnetismo subyacente del sistema.
Datos académicos de la tesis doctoral «Comportamiento de super vidrio de espín en películas delgadas nanogranulares diluidas de fe-au, ag y cu«
- Título de la tesis: Comportamiento de super vidrio de espín en películas delgadas nanogranulares diluidas de fe-au, ag y cu
- Autor: Diego Alba Venero
- Universidad: Cantabria
- Fecha de lectura de la tesis: 08/07/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Luis Fernandez Barquin
- Tribunal
- Presidente del tribunal: per Nordblad
- pedro Gorria korres (vocal)
- Jesús Chaboy nalda (vocal)
- María Luisa Fernandez-gubieda ruiz (vocal)