Spin dynamics in magnetic nanoparticles
RESUMEN Esta Tesis aborda el estudio de la dinámica de espín en sistemas de nanopartículas magnéticas cuyo magnetismo emerge de los orbitales 4f y 3d. Con este objetivo, se han producido cinco sistemas de diferentes composiciones según RCu2, donde el elemento de Tierra Rara (R) ha sido variado con e...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2021 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Cantabria (UC) |
| Repositorio: | UCrea Repositorio Abierto de la Universidad de Cantabria |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:repositorio.unican.es:10902/23674 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10902/23674 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Nanomagnetismo Difracción de neutrones Difracción inelástica de neutrones Dinámica de espín Nanopartículas Nanomagnetism Spin dynamics Neutron diffraction Inelastic neutron scattering Nanoparticles |
| Sumario: | RESUMEN Esta Tesis aborda el estudio de la dinámica de espín en sistemas de nanopartículas magnéticas cuyo magnetismo emerge de los orbitales 4f y 3d. Con este objetivo, se han producido cinco sistemas de diferentes composiciones según RCu2, donde el elemento de Tierra Rara (R) ha sido variado con el fin de estudiar en detalle el magnetismo de la aleación resultante. De esta manera, se ha producido la aleación de GdCu2, la cual no presenta momento angular neto (y, por tanto, sin término intrínseco de anisotropía magnetocristalina); la aleación de NdCu2, cuyos 5 dobletes energéticos definidos por el Campo Cristalino resultan experimentalmente accesibles por medio de Dispersión Inelástica de Neutrones; y las tres aleaciones de Tb0.5Gd0.5Cu2, Tb0.5La0.5Cu2 y Tb0.1Y0.9Cu2, para los que la dilución de TbCu2 por medio de iones de Tierra Rara, ya sean magnéticos o no, permite alcanzar un grado de desorden magnético modificado a voluntad. Este conjunto de aleaciones se ha nano-escalado mediante el uso de molienda mecánica y caracterizado en detalle, empleando para ello técnicas experimentales tanto microscópicas como macroscópicas. Además de estos sistemas 4f, se ha llevado a cabo el estudio de las propiedades magnéticas y estructurales de cuatro sistemas de nanopartículas de óxidos de hierro (IONPs). Los sistemas elegidos han sido las Nanoflores (NF) comerciales Synomag, compuestas por maghemita, γ-Fe2O3, y los magnetosomas compuestos por magnetita, Fe3O4, (BMs), sintetizados por las bacterias magnetotácticas de la especie Magnetospirillum gryphiswaldense. Ambos óxidos de hierro, maghemita y magnetita, están llamados a ser hoy en día candidatos magnéticos prometedores para su aplicación biomédica, especialmente, para los tratamientos de hipertermia magnética. En esta Tesis se han caracterizado en gran detalle las propiedades magnéticas y estructurales de ambos Synomag NFs y BMs, además de haber comparado su rendimiento en hipertermia magnética. Esta comparación directa entre ambos candidatos es plenamente satisfactoria para conseguir una transferencia tecnológica eficiente. En este sentido, el trabajo descrito en esta Tesis pudiera constituir un importante paso adelante gracias a la combinación de la potencialidad (biomédica) de los iones de Tierra Rara Gd3+ (agente de contraste en Resonancia Magnética) y Tb3+ (biomarcador luminiscente) junto con las ventajas de los BMs (biocompatibilidad, hipertermia magnética), lo cual se ha logrado mediante el dopado de las bacterias magnetotácticas con Gd3+ y Tb3+ mediante la incorporación de sales de GdCl3 y TbCl3 al medio de cultivo celular. Este hito puede sentar las bases para un futuro desarrollo tecnológico. |
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