Síntesi assistida per microones de molècules imant i nanoestructuració en sistemes híbrids amb nanopartícules d’òxid de ferro
L’obtenció de dispositius per aplicacions tecnològiques a la nanoescala implica l’ús de molècules que permeten la miniaturització d’aquests, aconseguint així més eficiència en menys espai. Les molècules que s’utilitzen tenen propietats magnètiques interessants, com per exemple les molècules imant qu...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2019 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/667903 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/667903 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Nanoestructures Nanoestructuras Nanostructures Espintrònica Espintrónica Spintronics Nanotecnologia Nanotecnología Nanotechnology Imants Imanes Magnets Microones Microondas Microwaves Ciències Experimentals i Matemàtiques 546 |
| Sumario: | L’obtenció de dispositius per aplicacions tecnològiques a la nanoescala implica l’ús de molècules que permeten la miniaturització d’aquests, aconseguint així més eficiència en menys espai. Les molècules que s’utilitzen tenen propietats magnètiques interessants, com per exemple les molècules imant que com bé diu el seu nom es comporten com un imant a certa temperatura. En general, aquesta temperatura sovint és molt baixa i això suposa un inconvenient. Per tal d’augmentar dita temperatura, els investigadors en la matèria volem obtenir compostos de coordinació amb espín i anisotropia elevades ja que son bons candidats per actuar com a molècules imant. Les molècules imant han de tenir un estat fonamental d’espín elevat i un eix d’anisotropia fàcil, quelcom que es pot aconseguir amb compostos de coordinació d'elevada nuclearitat. Una de les aproximacions consisteix en aprofitar l’espín dels metalls 3d i l’anisotropia dels lantànids, obtenint així compostos heterometàl·lics 3d-4f. Un inconvenient és que aquests compostos no sempre s’obtenen de manera previsible i reproduïble, per tant cal trobar un mètode que aporti control en la síntesi. El mètode que es proposa és la síntesi assistida per microones en estat fos, ja que és més ràpida, neta i s’obtenen els productes de manera pura i reproduïble. Per poder fabricar els dispositius cal que aquestes molècules estiguin dipositades en una superfície, és a dir, nanoestructurades i mantinguin la seva estructura i propietats. Així doncs, cal sintetitzar de manera controlada compostos que actuïn com a molècules imant a temperatures més elevades i tenir-les ordenades en substrats mantenint les seves propietats. En el primer capítol es valida el mètode de la síntesi assistida per microones en estat fos amb l’optimització de l'obtenció d’un compost heptanuclear de níquel obtingut prèviament de manera impura. A partir d’aquí, vist que s’aconsegueix una síntesi més ràpida, reproduïble i neta ja que gairebé no s’utilitzen dissolvents orgànics, es proposa l’obtenció de nous compostos de coordinació heterolèptics homo- i heteronuclears amb el mateix mètode. En el segon i tercer capítol es sintetitzen compostos heteronuclears de nucli M4Ln on M = Ni(II) o Co(II) i Ln = La(III), Gd(III), Tb(III) o Dy(III). Posteriorment s’estudien les propietats magnètiques de la família de compostos, obtenint millor propietats amb els anàlegs de cobalt. En el Capítol 4 es realitza la deposició de molècules magnètiques en superfície i s’estudia per microscòpia de forces atòmiques (AFM). Els compostos que tenen tert-butils provinents d’un lligand derivat de l’àcid salicílic, es dipositen en el substrat hidrofòbic HOPG mitjançant interaccions de VDW, en canvi, els compostos que tenen anells aromàtics interaccionen amb el substrat per interaccions d'apilament π-π. A l’últim capítol es dipositen les molècules imant obtingudes en els capítols anteriors a la superfície de nanopartícules d’òxid de ferro, obtenint sistemes híbrids nanopartícula- molècula imant. S’utilitzen nanopartícules funcionalitzades amb dopamina i nanopartícules funcionalitzades amb àcid oleic, quelcom que determina la interacció entre molècula i substrat. Els sistemes es caracteritzen mitjançant diverses tècniques com TEM, EDX, TGA, XPS, XAS i XMCD. En tots els casos s’obtenen nanopartícules d’entre 6 i 20 nm, monodisperses i cristal·lines. Es confirma la presència de les molècules imant a la superfície, en alguns sistemes es dóna acoblament magnètic entre les dues entitats i en d’altres no es veu acoblament però si s’observen canvis en la magnetització de les nanopartícules a causa de la presència de la molècula imant. L’estudi d’aquests sistemes permet entendre la interacció que es dóna entre les dues entitats i saber si les molècules es dipositen mantenint la seva estructura. Això permet predir el que passaria al dipositar aquestes molècules en elèctrodes magnètics per a la fabricació de dispositius d’espintrònica molecular. |
|---|