Propiedades magnéticas de materiales basados en ZnO

Abstract

Propiedades magnéticas de materiales basados en ZnO En los últimos años, grandes esfuerzos se han dedicado a la búsqueda de materiales que presenten simultáneamente distintas funcionalidades. Para ello, es necesario investigar las propiedades ópticas, magnéticas, eléctricas o mecánicas de los materiales, así como los posibles acoplamientos entre ellas. En el ZnO, un semiconductor piezoeléctrico transparente al visible, se ha observado recientemente orden magnético al ser mezclado con óxidos d e otros metales de transición, convirtiéndolo de esta manera en un material aún más interesante si cabe. Sin embargo, antes de estudiar la posibilidad de añadir nuevas funcionalidades al ZnO, es necesario comprender en profundidad los mecanismos responsables de sus propiedades. Esta memoria pretende estudiar y comprender, a través de la caracterización estructural, electrónica y magnética, y desde un punto de vista básico, la aparición de orden magnético en el Zno a través del estudio de tres sistemas: Muestras cerámicas de ZnO/MnO2, muestras cerámicas de ZnO/Co3O4 y nanopartículas de ZnO. En los tres sistemas se observa un comportamiento de tipo ferromagnético a temperatura ambiente, lo cual es sorprendente dado que los sistemas están conformados por materiales no ferromagnéticos (a temperatura ambiente); y especialmente en el caso de las nanopartículas de ZnO, en las cuales aparece orden magnético en ausencia de los típicos átomos magnéticos. En el caso de los sistemas cerámicos la a parición de ferromagnetismo está asociada a la reacción parcial de los materiales de partida, y por lo tanto a estados metaestables. Los mecanismos clásicos de magnetismo en óxidos (supercanje y doble canje) tienen lugar en la interfase entre el ZnO y el otro óxido como consecuencia de la alteración composicional, electrónica y estructural que induce la presencia del ZnO. En el caso de las nanopartículas existe una correlación entre la modificación de la estructura electrónica de la superficie d e las mismas, inducida por el recubrimiento por medio de moléculas orgánicas, y el magnetismo. La situación es inusual y las teorías clásicas no parecen explicar la fenomenología observada.