FISICA DEL ESTADO SOLIDO

Autor: CONDE SAÁ JORGE CARLOS.
Año: 2003.
Universidad: VIGO [Más tesis de esta universidad] [www.uvigo.es].
Centro de lectura: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: En esta Tesis Doctoral se presentan diversas herramientas de cálculo analítica y numérica que sirven de apoyo a la investigación experimental relacionada con procesos térmicos inducidos por láser. El estudio teórico basado en la resolución de la ecuación diferencial de la conducción del calor, con sus condiciones de contorno, ha sido corroborados con datos obtenidos de experiencias en el laboratorio. En una primera parte se aborda el análisis del calentamiento de un material inducido por láser ilustrándolo mediante la aplicación al crecimiento epitaxial inducido por láser pulsado (PLIE). La resolución de la ecuación diferencial de la conducción del calor por métodos analíticos y numéricos ha permitido establecer un estudio comparativo de la distribución de temperaturas en a-Ge y c-Si y, a su vez, comparar y considerar la importancia de los parámetros térmicos con la temperatura: así, finalmente, se concluye que el método numérico por elementos finitos (ANSYS) es el más idóneo para representar los procesos PLIE, debido a la incorporación de la dependencia de los parámetros termofísicos con la temperatura. Este método se aplica con éxito a la obtención de aleaciones de SiGe. La parte central de la memoria se dedica a abordar un caso más complejo como son los procesos de ablación láser, y en concreto se estudian los fenómenos asociados a este proceso, ampliamente referenciados en la literatura como son: A,- La información de microestructuras. B,- La deflexión pluma. Se ha propuesto un modelo teórico basado en tres grandes hipótesis, siendo de especial relevancia la incorporación de la rugosidad superficial y que permitido predecir estos fenómenos además de relacionarlos de forma matemática. Los resultados obtenidos mediante simulación numérica por elementos finitos se contrastan con datos experimentales basados en la irradiación con láser sobre el cobre y el silico. Se observa una excelente concordancia y, de esta forma, se corrobora la validez del modelo teórico y la bondad del método númerico.

Autor: HERRANZ CASABONA GERVASI.
Año: 2004.
Universidad: BARCELONA [Más tesis de esta universidad] [www.ub.es].
Centro de lectura: ICMAB CSIC.
Centro de realización: ICMAB-CSIC.

Autor: AGUADO MENENDEZ FERNANDO.
Año: 2004.
Universidad: CANTABRIA [Más tesis de esta universidad] [www.unican.es].
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: El objetivo del trabajo es el estudio del comportamiento de compuestos con estructura laminar con iones Jahn-Teller (JT) de Mn3+ y Cu2+ al ser sometidos tanto a presión química (series de compuestos) como a altas presiones hidrostáticas de hasta 45 GPa. En particular, el trabajo de investigación se ha centrado en conocer cómo afectan a las propiedades ópticas y magnéticas de estos materiales las variaciones de la estructura provocadas por cambios en la composición, el volumen o por transiciones de fases inducidas por presión o temperatura. La consecución de estos objetivos ha requerido caracterizar el material tanto a nivel de estructura a largo alcance como local alrededor del ión Jt. Para ello se han realizado experiencias de difracción y absorción rayos x, así como de espectroscopía óptica baho presión que han permitido una completa caracterización estructural de los compuestos laminares de cloruros de Cu2+ (serie A2CuCl4) y fluoruros de Mn3+ (AMnF4), así como de la estructura electrónica. La variación de las bandas de absorción óptica con la presión a lo largo de la serie AMnF4 nos ha permitido obtener la variación de la energía JT con la presión y los coeficientes de acoplamiento electrón-vibración asociados a los niveles Eg y T2g. Estas experiencias se han realizado en nuestro laboratorio y en Grandes Instalaciones de neutrones (LLB) y de radiación sincrotrón /LURE y ESRP), tanto en condiciones ambiente como bajo presión en los compuestos sleccionados para esta investigación. Además del trabajo experimental ha sido necesario desarrollar modelos fenomenológicos basados en la teoría de campo cristalino y la teoría de grupos finitos con el fin de establecer conexiones entre las estructuras electrónica y geométrica, y con ello disponer de una herramienta precisa para predecir estructuras y propiedades. Hemos demostrado que la aplicación de altas presiones a los compuestos de la serie A2CuCl4 hasta 20 GPa no permite suprimir la distorsión JT de los octaedros CuCl64-. La estructura JT posee un marcado carácter molecular con una energía asociada de 0.3 eV/Cu que la hace estable frente presiones inferiores a 30 GPa. La estabilidad de la distorsión JT se ve favorecida por el giro de los octaedros bajo presión /tilting). Un resultado similar se ha encontrado en los compuestos de la serie AMnF. La presión reduce todas las distancias de enlace Mn-F, así como la distorsión JT tetragonal, si bien el fenómeno de giro de los octaedros preserva la distorsión en el rango de presiones O-20 GPa. El resultado más destacado de este trabajo ha sido la supresión de la distorsión JT y la transición alto espín-bajo espín en el compuesto CsMnF4, que hemos logrado mediante aplicación de una presión de 37 GPa. Ambos fenomenos suceden de forma simultánea y están asociados aun notable comportamiento piezocroico

Autor: PRATS FERRER ALEIX.
Año: 2004.
Universidad: BARCELONA [Más tesis de esta universidad] [www.ub.es].
Centro de lectura: FACULTAD DE FÍSICA.
Centro de realización: FACULTAD DE FÍSICA UNIVERSIDAD DE BARCELONA.

Resumen: Esta tesis esta basada en el estudio de modelos relacionados con teorias de superficies aleatorias. En la tesis se han utilizado métodos numericos de simulación para el modelo goniheprico de espines con el fin de estudiar el comportamiento dinamico en 3 y 2 dimensiones. Para el modelo en 2 dimensiones, diferentes estudios analiticos se han hecho con el fin de entender tanto la dinamica como su estructura de fases. Se estudia, por otra parte, la relación entre modelos de matrices complejas y hermiticas, extrayendo una interesante expresión para las integrales sobre el grupo unitario. Finalmente se generaliza el modelo de guerra hadronica quiral con el fin de incluir la anomalia axial.

Autor: HERNANDEZ CAMPO IGNACIO.
Año: 2005.
Universidad: CANTABRIA [Más tesis de esta universidad] [www.unican.es].
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: La tesis se centra en el estudio experimental de las propiedades lumniscentes de fluoruros con Mn2+ y Cr3+ como unidades ópticamente activas, bien como constituyentes (materiales puros) o como impurezas. La idea es establecer correlaciones estructurales entre las propiedades ópticas y estructura con el fin de conocer los mecanismos microscópicos responsables de los fenómenos luminiscentes y de los rocesos no radiativos. Para ello se han seleccionado las fluoritas de la serie Ca1-xSrxF2: Mn2+ y BaF2: Mn2+, el MnF2 y las fluor-elpasolitas A2BMF6: cr3+ (A=K,Rb, TI; B=Na, K; M=Ga, In, Cr). Los estudios se han realizado mediante técnicas espectroscópicas en función de la y la temperatura empleando técnicas de altas presiones. Los resultados más relevantes son los siguientes: - La pérdida de luminiscencia al pasar de CaF2: Mn2+a SrF2: Mn2+ y BaF2:Mn2+ se ha explicado mediante una única expresión que contiene un término no radiativo, que depende de la fase estructural del material, y n término no radiativo que sólo depende del volumen del sitio sustitucional del Mn2+ y la temperatura. A partir de estos resultados se ha inducido fotoluminiscencia en los materiales no luminiscentes por medio de la alta presión. - El MnF2 presenta una alta eficiencia luminiscente a baja temperatura pero deja de ser lumniscente al para temperaturas mayores de 140 K. Se ha intentado controlar esta pérdida de fotoluminiscencia mediante dos estrategias: eliminación de impurezas no radiativas mediante la reducción del tamaño de las partículas a escala nanométrica e interrupción de vías de superintercambio mediante cambios estructurales inducidos a alta presión. El molido mecánico favorece la formación de la fase fotoluminiscente tipo alfa PbO2 DE MnF2, aumentando la temperatura de desactivación de la luminiscencia más de 80 K. Un resultado importante es que se ha conseguido fotolumniscencia en MnF2 a temperatura ambiente alta presión. - El estudio espectroscópico del Cr3+ en las fluoro-elpasolitas muestra que la primera banda de absorción E ~ 10 Dq varía con la distancia local Cr+F de la forma R (-3.3) en lugar de la forma claculada R (-5). Esta variación es responsable del incremento del desplazamiento de Stokes al aumentar la presión y se explica en términos de la mezcla de estados excitados. La forma y tiempo de vida de fotoluminiscencia de Rb2KCrF6 experimentan grandes cambios al aumentar la presión debido al cruzamiento de estados excitados (ESCO).

Autor: JUAN MARIA GARCIA LASTRA.
Año: 2005.
Universidad: CANTABRIA [Más tesis de esta universidad] [www.unican.es].
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: La tesis se enmarca dentro del estudio computacional de materiales iónicos impurificados con metales de transición y tierras raras. La simulación computacional se ha llevado a cabo mediante técnicas de cálculo basadas en la teoría del funcional de la densidad (DFT) y en metodologías post-hartree-fock (CASPT2). Para estudiar los diferentes sistemas se ha empleado el modelo cluster. Los sistemas estudiados comparten la característica común de la complejidad, aunque ésta puede ser debida a motivos muy diversos: centros de baja simetría, impurezas Jahn-teller, moléculas como impurezas o impurezas con un número atómico alto. Se ha hecho especial hincapié en el efecto que produce el potencial electrostático del resto de la red sobre los diferentes complejos. Los centros estudiados han sido los siguientes: - PAR Fe3+-O2- en perovskitas cúbicas - Molécula de REO42- en KCL - Lantanidos trivalentes en elpasolitas cúbicas - MN2+ en perovsditas cúbicas, mediante la técnica Ksced - Iones Jahn-teller Cu2+ y Ni+ en perovskitas cúbicas y en capas - Ión La2+ en BAFCL y SRFCL - Centros Cro69- en el rubí, la esmeralda y la alejandrita. Se ha determinado cual es el origen en la diferencia de color en estas tres piedras preciosas.

Autor: SARA GARCIA REVILLA.
Año: 2005.
Universidad: CANTABRIA [Más tesis de esta universidad] [www.unican.es].
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: En esta tesis se pretende desvelar los mecanismos microscópicos responsables de las propiedades ópticas de una gran variedad de iones de tierras raras (TR) y metales de transición (MT). Así, se caracteriza el fenómeno de upconversion observado en ciertos compuestos impurificados con distintas combinaciones de TR-TR como el Yb3+-Er3+ o el Yb3+-Tb3+ en KY(WO4)2, y de TR-MT como el Yb3+-Mn2+ o el Yb3+-Ni2+. Esto ha permitido investigar diferentes procesos de excitación cooperativos, transferencia de energía y fenómenos de relajación radiactivos y no radiativos. Por otro lado, se estudia el origen de las bandas de absorción y luminscencia del CsCdBr3: Eu2+ y se propone una asignación de las mismas. Además, se establecen correlaciones estructurales en torno al ión ópticamente activo mediante medidas de espectroscopía óptica en condiciones de alta presión. Así, se correlacionan los desplazamientos de las bandas de excitación y emisión del Ti3+ en Al2O3 con los cambios de estructura local del complejo de Ti3+ inducidos por presión. Por otro lado, se identifica una transición de fase estructural de la forma roja a una amarilla del Pt(bpy)Cl2 a 17.7 Kbar.

Autor: SIERRA ASENSIO CRISTINA.
Año: 2005.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID [Más tesis de esta universidad] [www.ucm.es].
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS.

Resumen: En este trabajo se presentan los resultados obtenidos al iniciar la síntesis autopropagada de alta temperatura con energía solar concentrada con el objeto de producir recubrimientos densos de NiAl. La instalación solar empleada tiene como elemento de concentración una lente de Fresnel de 889 mm de diámetro. La obtención del recubrimiento adecuado ha obligado a evaluar varias configuraciones experimentales hasta determinar la que proporciona la mejor adherencia entre el recubrimiento y el sustrato. La consecución de recubrimientos de NiAl densos mediante este tipo de reacción ha implicado el estudio de la influencia que, en la síntesis, tienen parámetros tales como el tamaño de partículas de Al, la cantidad de masa reactiva, la presión de compactación, la forma de calentamiento, el tamaño del recubrimiento, la densidad de potencia de la fuente externa y la adición de ciertos elementos en la mezcla. El estudio de los parámetros experimentales ha permitido determinar varios aspectos. Por un lado, se observa que pequeñas variaciones de cualquiera de estos factores pueden afectar al progreso de la reacción, y por tanto a la composición del producto final, así como al aspecto macroscópico de este. Por otro lado, ha permitido establecer la combinación adecuada de estos parámetros para la obtención de recubrimientos denso de NiAl en la lente de Fresnel empleada. Como parte de este estudio, se ha evaluado el comportamiento frente al desgaste de recubrimientos de NiAl, así como de otros recubrimientos obtenidos a partir de mezclas de Ni y Al con contenido variable de Ni entre el 45 y el 75 at.

Autor: ABRIL TORRALBA OSCAR DE.
Año: 2005.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID [Más tesis de esta universidad] [www.ucm.es].
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS.

Resumen: El trabajo de esta tesis doctoral se ha centrado en la obtención de microestructuras magnéticas mediante diferentes técnicas electroquímicas y el estudio de las propiedades magnéticas de estructuras obtenidas por estos métodos. En primer lugar, con el fin de obtener microestructuras magnéticas, se han desarrollado en profundidad dos técnicas novedosas de localización de los procesos electroquímicos de deposición y disolución de metales. Se ha logrado depositar localmente cobalto sobre oro, utilizando el montaje experimental de un microscopio electroquímico de barrido (SECM). Para ello se ha utilizado un microelectrodo de cobalto como fuente de iones de este metal. Uno de los problemas más importantes que se ha tenido que superar ha sido la privación del microelectrodo. También se ha logrado disolver localmente películas delgadas de cobre con resolución submicrométrica. Para localizar el proceso de disolución se han aplicado pulsos ultracortos (decenas de nanosegundos) de potencial a la punta metalizada de un microscopio de fuerza atómicas en entorno electroquímico (EC-AFM). La reproducibilidad del proceso ha permitido realizar un estudio exhaustivo de la dependencia de éste con los diferentes parámetros que lo controlan. Para esta técnica se ha desarrollado un modelo, que resuelto numéricamente, ha permitido reproducir las dependencias observadas. En relación al estudio de las propiedades magnéticas de microestructuras, se ha estudiado el efecto de la forma en microcintas con anisotropía magnética perpendicular débil. Se ha observado que la competencia de ambas anisotropías afecta de manera muy distinta a los ciclos de histéresis de la superficie y del volumen total de las muestras. El resultado más importante observado ha sido un gran aumento del campo coercitivo en la superficie. Con el fin de entender el mecanismo que da lugar a este comportamiento se ha desarrollado un modelo de cominio magnéticos de tipo "stripe", en el que se ha definido una nueva estructura de regiones de cierre diferente a la estructura de cierre de Landau-Lifschitz. Este modelo ha permitido simular los ciclos de histéresis del volumen y de la superficie de las microcintas, mediante el cálculo de la estructura de mínima energía. También ha permitido simular las imágenes magnéticas de estructura de dominios "stripe" ondulados obtenidas mediante microscopía de fuerzas magnéticas (MFM).

Autor: RANCHAL SÁNCHEZ ROCÍO.
Año: 2005.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID [Más tesis de esta universidad] [www.ucm.es].
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS.

Resumen: La investigación realizada en este trabajo de tesis se ha dirigido a la optimización y estudio de dos sistemas diferentes de películas delgadas ferromagnéticas, por un lado multicapas metálicas acopladas magnéticamente y por otro óxidos magnéticos diluidos dopados con Co. En el primer sistema se han estudiado multicapas permalloy/gadoliio (Py/Gd) y en el segundo películas delgadas de La0.5Sr0.5TiO3 dopado con Co (Co-LSTO). Ambos sistemas presentan características interesantes tanto desde el punto de vista de la física básica como desde el tecnológico. En las intercaras de las multicapas de Py/Gd existe acoplamiento antifereromagnético al igual que sucede en las multicapas de Fe/Gd o Go/Gd. En estas multicapas la existencia de biestabilidad puede utilizarse a la hora de desarrollar sensores magnéticos. La aleación Ni80Fe20 (Py) se utilizan en muchos dispositivos debido a su bajo campo coercitivo y elevada permeabilidad, por lo que es de esperar que las multicapas de Py/Gd presenten características muy atractivas para aplicaciones tecnológicas. Sin embargo, como hay pocos trabajos acerca de este sistema resulta primordial su caracterización en detalle (estructural, magnética y eléctrica). En el estudio de las tricapas Py/Gd/Py se llegó a la conclusión de la necesidad de optimizar la estructura debido a la difusión de Ni en el Gd que reduce la interacción en la intercara. La existencia de temperatura de compensación (Tcom) en las multicapas metálicas se ha considerado como indicativo del acoplamiento antiferromagnético en la intercara en la practica totalidad de los trabajos publicados hasta ahora. Las tricapas Py/Gd/Py, a pesar de su acoplamiento antiferromagnético, no presenten Tcom debido a su elevado espesor y bajo acoplamiento. Este resultado se ha explicado mediante un modelo numérico. Después de optimizar el sistema Py/Gd, estudiamos el acoplamiento magnético en estas estructuras. Los resultados muestran dos tipos de acoplamiento dependiendo de la temperatura y del espesor de la capa de Py. Entre 250 y 140 K, el acoplamiento se puede explicar a través de la interacción de las paredes de la capa de Py con la imanación de la capa de Gd. Por debajo de 140 K hemos mostrado que hay procesos magnéticos debidos a la interacción antiferromagnética Py-Gd. En los últimos años, han aparecido un gran número de investigaciones acerca de los óxidos magnéticos diluidos (ZnO, TiO2, HfO2, ..). En estos materiales se dopa un óxido semiconductor con impurezas magnéticas para obtener un nuevo material que presente propiedades semiconductoras y ferromagnéticas al mismo tiempo. En este trabajo, se han ampliado las investigaciones realizadas en este campo hasta el momento, ya que hemos partido de un sistema de electrones altamente correlacionados paramagnético, el LSTO, que pasa a ferromagnético a temperatura ambiente el doparlo con una pequeña cantidad de Co. En este trabajo, se han ampliado las investigaciones realizadas en este campo hasta el momento, ya que hemos partido de un sistema de electrones altamente correlacionados paramagnético, el LSTO, que pasa a ferromagnético a temperatura ambiente al doparlo con una pequeña cantidad de Co. En primer lugar mostramos que el sustrato óptimo para obtener capas delgadas de Co-LSTO con baja rugosidad es el STO(001). Al no encontrar signos de agregados de Co mayores de 10 nm podemos concluir que el ferromagnetismo del Co-LSTO es de tipo intrínseco. Esta hipótesis está apoyada pro medidas de magnetorresistencia túnel que muestran una polarización de espín elevada en este material. Finalmente, hemos encontrado que las condiciones óptimas para el crecimiento del Co-LSTO (baja presión de oxígeno) inducen un estado de alta movilidad en el sustrato de STO.