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Nuevos Óxidos Metálicos Ferromagnéticos

by Rubi, Diego

Abstract (Summary)
Desde la invención del transistor en la década del 40', los dispositivos electrónicos han basado su funcionamiento en la manipulación de la carga del electrón para almacenar o procesar información. Sin embargo, desde hace algunos años se viene realizando un intenso trabajo de investigación destinado a la implementación de una nueva generación de dispositivos, denominados de electrónica de espín o espintrónica, que además de aprovechar la carga del electrón puedan hacer uso de su grado de libertad de espín. Entre los materiales con potencial aplicación en dispositivos de espintrónica hay que mencionar: i) los materiales ferromagnéticos con una banda de conducción completamente polarizada en espín, tales como las manganitas, las dobles perovskitas, o la magnetita; y ii) los semiconductores magnéticos diluidos (DMS), obtenidos al dopar con cationes magnéticos como el Co o el Mn semiconductores standard como ZnO, SnO2, o TiO2. En esta Tesis se ha abordado el estudio de ambas familias de materiales. En primer lugar se estudiaron las propiedades estructurales, magnéticas, eléctricas y espectroscópicas de distintas series de dobles perovskitas de tipo A2FeMoO6 (A=Sr, Ca). Estos materiales presentan una temperatura de Curie por encima de temperatura ambiente (TC~400K) y poseen una banda de conducción polarizada en espín, por lo que han generado un enorme interés en los últimos años en la comunidad científica. En particular, nuestro estudio se centró en el desarrollo de métodos que permitan elevar la TC de estos materiales, ampliando de esta manera el rango de operabilidad en temperatura de posibles aplicaciones. Se han explorado exitosamente dos formas de elevar la TC de las dobles perovskitas: el dopaje electrónico y la introducción de interacciones antiferromagnéticas locales que refuerzan el ferromagnetismo de largo rango. Sin embargo, el precio a pagar por el aumento de TC es, en ambos casos, un aumento importante del desorden catiónico y una crítica reducción de la magnetorresistencia del material, por lo que sus propiedades funcionales se ven severamente afectadas. En paralelo con el trabajo descrito anteriormente, y según se recoge en la segunda parte de esta Tesis, se llevó a cabo un intenso esfuerzo en colaboración con la industria destinado a desarrollar un sensor magnético sin contactos basado en capas gruesas magnetorresistivas de doble perovskita. Finalmente, la tercera parte de esta memoria describe los estudios realizados en muestras policristalinas nanométricas del DMS TM:ZnO (TM:Co,Mn). En particular, se ha prestado especial atención a la determinación del carácter (intrínseco o extrínseco) del ferromagnetismo observado en algunas de las muestras. El análisis realizado permite otorgar a dicho ferromagnetismo un carácter intrínseco, donde la presencia de defectos puntuales tiene un rol fundamental en su estabilización. Adicionalmente, se propone que dicho ferromagnetismo está probablemente asociado a una capa superficial de algunos nanómetros de espesor. Se ha desarrollado una metodología que permite controlar el ferromagnetismo de estos materiales mediante tratamientos térmicos a bajas temperaturas en atmósferas adecuadas, de forma que somos capaces de encender y apagar el ferromagnetismo tanto de Mn:ZnO como de Co:ZnO. Los resultados obtenidos son un paso importante en la comprensión y control de la interacción magnética de estos complejos e interesantes sistemas.
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Bibliographical Information:

Advisor:Fontcuberta Griñó, Josep

School:Universitat Autónoma de Barcelona

School Location:Spain

Source Type:Master's Thesis

Keywords:404 departament de fisica

ISBN:

Date of Publication:09/15/2006

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