Pablo Navarro, Javier
De Teresa Nogueras, José María (dir.) ; Magén Domínguez, César (dir.)
Universidad de Zaragoza,
2020
Abstract: Esta tesis doctoral incluye diferentes estrategias para controlar la arquitectura, composición y magnetismo de nanohilos y nanotubos 3D ferromagnéticos fabricados mediante deposición inducida por haz de electrones focalizado (FEBID) [1], cuya versatilidad en el crecimiento de nanoestructuras 3D complejas abre nuevas perspectivas para el desarrollo de novedosos dispositivos magnéticos.
En primer lugar, se ha desarrollado un nuevo método para el crecimiento de nanohilos funcionales sobre sustratos conductores y aislantes permitiendo la modulación in situ de su geometría mediante la aplicación de campos eléctricos [2]. En segundo lugar, se han explorado tratamientos térmicos ex situ e in situ posteriores al crecimiento, monitorizando los cambios estructurales, químicos y magnéticos en cada temperatura [3][4][5]. En tercer lugar, se ha llevado a cabo el crecimiento de materiales heteroestructurados en forma de nanohilos 3D con un núcleo y un recubrimiento [6]. Esta nueva estrategia ha sido aplicada para sintetizar nanohilos verticales con núcleos ferromagnéticos de Co o Fe recubiertos de una capa protectora de Pt-C, minimizando la degradación de las propiedades magnéticas causada por la oxidación superficial natural del núcleo que convierte esta capa externa en un material no ferromagnético. Mediante este mismo método de fabricación, se ha realizado la síntesis de nanotubos 3D ferromagnéticos compuestos por núcleos de Pt-C y recubrimientos de Co.
Asimismo, dado que estas estructuras son candidatas potenciales para ser usadas en almacenamiento y procesamiento de información debido a una óptima conducción de paredes de dominio magnéticas, también se han fabricado nanohilos 3D de Co recubiertos con Pt-C con una morfología consistente en la formación de codos a lo largo de la longitud del nanohilo, actuando como sitios de anclaje donde las paredes de dominio pueden estar localizadas [7]. Finalmente, se ha llevado a cabo el crecimiento de puntas magnéticas con posibles aplicaciones en microscopía de fuerza magnética (MFM). Se han realizado experimentos destinados al crecimiento de nanohilos verticales de Co y Fe sobre puntas comerciales de microscopía de fuerza atómica, evaluando la optimización de las puntas MFM crecidas por FEBID [8] y realizando una comparación de su comportamiento con respecto a las puntas MFM estándar. Las puntas han sido analizadas en experimentos MFM, tanto en condiciones ambientales como en entorno líquido, comportándose apropiadamente en términos de estabilidad mecánica, resolución y sensibilidad. Los resultados han demostrado que las puntas crecidas por FEBID son superiores a las estándar, y pueden dar lugar a la siguiente generación de puntas MFM comerciales.
Abstract (other lang.):
En primer lugar, se ha desarrollado un nuevo método para el crecimiento de nanohilos funcionales sobre sustratos conductores y aislantes permitiendo la modulación in situ de su geometría mediante la aplicación de campos eléctricos [2]. En segundo lugar, se han explorado tratamientos térmicos ex situ e in situ posteriores al crecimiento, monitorizando los cambios estructurales, químicos y magnéticos en cada temperatura [3][4][5]. En tercer lugar, se ha llevado a cabo el crecimiento de materiales heteroestructurados en forma de nanohilos 3D con un núcleo y un recubrimiento [6]. Esta nueva estrategia ha sido aplicada para sintetizar nanohilos verticales con núcleos ferromagnéticos de Co o Fe recubiertos de una capa protectora de Pt-C, minimizando la degradación de las propiedades magnéticas causada por la oxidación superficial natural del núcleo que convierte esta capa externa en un material no ferromagnético. Mediante este mismo método de fabricación, se ha realizado la síntesis de nanotubos 3D ferromagnéticos compuestos por núcleos de Pt-C y recubrimientos de Co.
Asimismo, dado que estas estructuras son candidatas potenciales para ser usadas en almacenamiento y procesamiento de información debido a una óptima conducción de paredes de dominio magnéticas, también se han fabricado nanohilos 3D de Co recubiertos con Pt-C con una morfología consistente en la formación de codos a lo largo de la longitud del nanohilo, actuando como sitios de anclaje donde las paredes de dominio pueden estar localizadas [7]. Finalmente, se ha llevado a cabo el crecimiento de puntas magnéticas con posibles aplicaciones en microscopía de fuerza magnética (MFM). Se han realizado experimentos destinados al crecimiento de nanohilos verticales de Co y Fe sobre puntas comerciales de microscopía de fuerza atómica, evaluando la optimización de las puntas MFM crecidas por FEBID [8] y realizando una comparación de su comportamiento con respecto a las puntas MFM estándar. Las puntas han sido analizadas en experimentos MFM, tanto en condiciones ambientales como en entorno líquido, comportándose apropiadamente en términos de estabilidad mecánica, resolución y sensibilidad. Los resultados han demostrado que las puntas crecidas por FEBID son superiores a las estándar, y pueden dar lugar a la siguiente generación de puntas MFM comerciales.
Abstract (other lang.):
Pal. clave: fisica del estado solido ; magnetismo
Titulación: Programa de Doctorado en Física
Plan(es): Plan 488
Department: Física de la Materia Condensada
Nota: Presentado: 16 01 2020
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, Física de la Materia Condensada, 2020
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