Estudio de la relación entre las propiedades estructurales y magnéticas en sistemas basados en ZnO based systems

En este trabajo de Tesis Doctoral se realiza un estudio de las propiedades magnéticas y estructurales de nanopartículas de ZnO recubiertas con distintas moléculas orgánicas. Este estudio ha sido llevado a cabo utilizando distintas técnicas de caracterización, en particular absorción de rayos-X (XAS) y dicroísmo circular magnético en absorción de rayos-X (XMCD). Nuestro objetivo principal ha sido demostrar mediante la utilización de estas técnicas, con selectividad atómica, el carácter intrínseco del ferromagnetismo observado. Los principales objetivos planteados han sido: (i) Confirmar el carácter intrínseco del magnetismo presentado por estos sistemas de ZnO; (ii) realizar un estudio teórico-experimental del efecto en los espectros XAS de las modificaciones estructurales frente a los de origen electrónico y, finalmente, (iii) realizar un estudio magnético selectivo utilizando XMCD del comportamiento magnético de las distintas especies atómicas presentes en los materiales. Con este fin hemos realizado síntesis de distintas series de NPs de ZnO recubiertas por distintas cadenas orgánicas mediante el método sol-gel, así como de multicapas ZnO/ZnS preparadas mediante RF sputtering. Todas estas muestras han sido caracterizadas exhaustivamente mediante distintas técnicas como medidas de imanación y susceptibilidad ac, difracción de rayos-x (XRD), reflectividad (XRR), microscopia electrónica, EDX y absorción óptica. La parte principal del trabajo se centra no obstante en las medidas XAS y XMCD, en pos de una caracterización estructural y magnética a escala microscópica. Los experimentos se han llevado a cabo en las instalaciones de radiación de sincrotrón SPRING-8 (Japón) y Elettra (Italia) en los umbrales K del zinc, el azufre y el oxígeno. Con intención de estudiar las modificaciones estructurales introducidas por el recubrimiento orgánico los espectros XAS fueron analizados utilizando mediante métodos convencionales así como mediante la realización de cálculos desde primeros principios. Los resultados obtenidos han permitido demostrar el carácter intrínseco del ferromagnetismo a temperatura ambiente observado en estos sistemas. La aparición de este comportamiento exótico no estaría asociada a fenómenos de transferencia de carga sino que depende fuertemente de los detalles estructurales del sistema y tiene su origen en los átomos de oxígeno.Peer reviewe