Controlling the spin of metal atoms adsorbed on oxide surfaces: Ni on regular and defective sites of the MgO(001) surface

We have analyzed the relative energy of nonmagnetic and magnetic low-lying electronic states of Ni atoms adsorbed on regular and defective sites of the MgO(001) surface. To this end cluster and periodic surface models are used within density functional theory. For Ni atoms adsorbed on oxygen vacancies at low coverage, the interaction energy between the metal and the support is much larger than on regular sites. Strong bonding results in a diamagnetic adsorbed species and the energy required to reach the high-spin state increases. Moreover, a correlation appears between the low-spin to high-spin energy difference and the interaction energy hypothesizing that it is possible to prepare the surface to tune the high-spin to low-spin energy difference. Magnetic properties of adsorbed thin films obtained upon increasing coverage are more difficult to interpret. This is because the metallic bond is readily formed and dominates over the effect of the atoms directly bound to the vacancy.

Shifted loops and coercivity from field imprinted high energy barriers in ferritin and ferrihydrite nanoparticles

We show that the coercive field in ferritin and ferrihydrite depends on the maximum magnetic field in a hysteresis loop and that coercivity and loop shifts depend both on the maximum and cooling fields. In the case of ferritin, we show that the time dependence of the magnetization also depends on the maximum and previous cooling fields. This behavior is associated to changes in the intraparticle energy barriers imprinted by these fields. Accordingly, the dependence of the coercive and loop-shift fields with the maximum field in ferritin and ferrihydrite can be described within the frame of a uniform-rotation model considering a dependence of the energy barrier with the maximum and the cooling fields.

Cationic and charge segregation in La2/3Ca1/3MnO3 thin films grown on (001) and (110) SrTiO3.

Electron energy-loss spectroscopy is used to map composition and electronic states in epitaxial La2/3Ca1/3MnO3 films grown on SrTiO3 001 and 110 substrates. It is found that in partially relaxed 110 films cationic composition and valence state of Mn3+/4+ ions are preserved across the film thickness. In contrast, in fully strained 001 films, the Ca/La ratio gradually changes across the film, being La rich at film/substrate interface and La depleted at free surface; Mn valence state changes accordingly. These observations suggest that a strongly orientation-dependent adaptative composition mechanism dominates stress accommodation in manganite films and provides microscopic understanding of their dissimilar magnetic properties.

Magnetic properties of an Fe/Cu granular multilayer

A Cu/Fe granular film, formed from a multilayer film and composed of particles of Fe imbedded in Cu, has had several of its important properties investigated. Measurements include ferromagentic resonance, magnetoresistance, Mössbauer effect, magnetic viscosity, and magnetization. The two‐phase behavior of these immiscible alloy systems, and the effect of multilayering on the shape of the magnetic precipitates, can explain some of these properties. An explanation of the ferromagnetic resonance line shape is proffered. An extraordinary macroscopic quantum tunneling effect is found to govern the magnetic relaxation at the lowest temperatures.

Sintesi i caracteritzacio dels materials multiferroics BiFeO3, La: BiFeO3 i Sr: BiFeO3

Recentment, ha crescut un notable interès pels materials multiferroics (o materials que presenten simultàniament propietats elèctriques i magnètiques), a causa de les seves múltiples aplicacions, sobretot en el camp de l"electrònica. Aquest article pretén donar a conèixer els materials multiferroics, tant des del punt de vista de la física fonamental com de la química de l"estat sòlid. Tanmateix, es presentarà un dels materials multiferroics actualment més estudiats i s"exposaran els detalls de la seva síntesi i caracterització habituals en la química de l"estat sòlid.

Growth and magnetic characterization of Co nanoparticles obtained by femtosecond pulsed laser deposition.

We present a detailed study on the morphology and magnetic properties of Co nanostructures deposited onto oxidized Si substrates by femtosecond pulsed laser deposition. Generally, Co disks of nanometric dimensions are obtained just above the ablation threshold, with a size distribution characterized by an increasingly larger number of disks as their size diminishes, and with a maximum disk size that depends on the laser power density. In Au/Co/Au structures, in-plane magnetic anisotropy is observed in all cases, with no indication of superparamagnetism regardless of the amount of material or the laser power density. Magnetic force microscopy observations show coexistence of single-domain and vortex states for the magnetic domain structure of the disks. Superconducting quantum interference device magnetometry and x-ray magnetic circular dichroism measurements point to saturation magnetization values lower than the bulk, probably due to partial oxidation of the Co resulting from incomplete coverage by the Au capping layer.

Observation of phonon-induced magnetic deflagration in manganites

Very fast magnetic avalanches in (La, Pr)-based manganites are the signature of a phase transition from an insulating blocked charge-ordered antiferromagnetic state to a charge-delocalized ferromagnetic (CD-FM) state. We report here the experimental observation that this transition does not occur either simultaneously or randomly in the whole sample but there is instead a spatial propagation with a velocity of the order of tens of m/s. Our results show that avalanches originate from the inside of the sample, move to the outside, and occur at values of the applied magnetic field that depend on the CD-FM fraction in the sample. Moreover, upon application of surface acoustic waves at constant magnetic fields, we are able to trigger avalanches at very well-determined values of the temperature and magnetic field. Due to the interaction with the acoustic waves, the number of isolated ferromagnetic clusters in La0.225Pr0.40Ca0.375MnO3 starts to grow across the entire sample in the same way as if it were a magnetic deflagration.

Quantum magnetic deflagration in Mn12 acetate

We report controlled ignition of magnetization reversal avalanches by surface acoustic waves in a single crystal of Mn12 acetate. Our data show that the speed of the avalanche exhibits maxima on the magnetic field at the tunneling resonances of Mn12. Combined with the evidence of magnetic deflagration in Mn12 acetate [Y. Suzuki et al., Phys. Rev. Lett. 95, 147201 (2005)], this suggests a novel physical phenomenon: deflagration assisted by quantum tunneling.

Excitation modes of vortices in submicron magnetic disks

Classical and quantum theory of spin waves in the vortex state of a mesoscopic submicron magnetic disk have been developed with account of the finite mass density of the vortex. Oscillations of the vortex core resemble oscillations of a charged string in a potential well in the presence of the magnetic field. A conventional gyrotropic frequency appears as a gap in the spectrum of spin waves of the vortex. The mass of the vortex has been computed, and the result agrees with experimental findings. The finite vortex mass generates a high-frequency branch of spin waves. The effects of an external magnetic field and dissipation have been addressed.

Propietats d'absorció bifotònica del tetrafenilporficè i el seu complex de palladi: potencials sensibilitzadors per a Teràpia Fotodinàmica bifotònica.

Estudi elaborat a partir d’una estada a la Universitat de Aarhus, Dinamarca, durant juliol 2006. En el present treball s’investiguen, per primer cop, les propietats de absorció bifotòniques del fotosensibilitzador 2,7,12,17-tetrafenilporficè (TPPo) i del seu complex de pal•ladi (II) (PdTPPo). Ambos compostos han rebut molta atenció com a possibles otosensibilitzadors per a Teràpia Fotodinàmica (TFD). S’utilitza la detecció de la fosforescència de l’oxigen singlet, centrada a 1270 nm i produïda per l’absorció de dos fotons, per quantificar la magnitud de la secció d’absorció bifotònica, "delta", dels porficèns estudiats. Els experiments se han dut a terme en el marge espectral 750-850 nm i a l’infraroig proper a 1100nm. Aquestes longituds d’ona corresponen a les zones d’absorció bifotònica en les bandes de Soret i Q. Les propietats bifotòniques obtingudes es comparen i contrasten amb les dades conegudes de la tetrafenilporfirina (TPP), isòmer estructural del tetrafenilporficè però amb més gran simetria, i es troba que en la banda de Soret (que coincideix amb la regió de la pell més transparent) els valors de delta per el TPPo i PdTPPo son aproximadament 2000 GM en el màxim, pràcticament cent vegades més grans que per la TPP. A més a més, aquestos valors son dos ordres de magnitud més grans que els obtinguts a l’irradiar a 1100 nm (bandes Q). Aquestes observacions es poden explicar mitjançant la amplificació per ressonància deguda a la presència de transicions monofotòniques ressonants en la regió de les bandes Q. Els elevats valors de "delta" obtinguts per els tetrafenilporficèns estudiats junt a les principals característiques que aquestos presenten (elevat rendiment de formació d’oxigen singlet, estabilitat química i fotoquímica, absència de citotoxicitat,...) qualifiquen al TPPo y PdTPPo com a possibles fotosensibilitzadors per a Teràpia Fotodinàmica Bifotònica.

Síntesi i caracterització de nanopartícules d'òxid de cobalt

L’objectiu d’aquest projecte és sintetitzar i caracteritzar nanopartícules d’òxid de cobalt. Ens interessa estudiar diferents isomorfes de monòxid de cobalt (CoO) ja que són materials nous i se’n desconeixen les propietats; en algunes investigacions s’intueix un comportament antiferromagnètic la qual cosa les fa especialment interessants per aplicacions magnètiques.

Participació del receptor cannabinoide CB1 en les propietats de les drogues psicoestimulants

L'objectiu d'aquest projecte ha estat l'estudi de la interacció entre el sistema cannabinoide i l’èxtasi. En primer lloc es va observar l'efecte de l'èxtasi sobre la dependència física que produeixen els cannabinoides, en concret el Delta9-Tethahidrocannabinol, principal principi actiu de la marihuana. Per això vam administrar crònicament ratolins amb THC fins que es van fer depenents a la droga i se’ls hi va desencadenar una síndrome d’abstinència. Els signes físics que mostra un individu quan se li retira una droga indiquen la dependència que l'individu té per aquesta droga. Vam observar que l'èxtasi era capaç de disminuir els efectes de la síndrome d'abstinència a cannabinoides. En segon lloc vam estudiar la participació del sistema cannabinoide endogen, en concret el receptor CB1 en les propietats farmacològiques i addictives de l’èxtasi. Per això vam fer servir ratolins sense el receptor CB1 i vam observar les diferències en els efectes de l’èxtasi respecte animals normals. Per això vam observar l’activitat locomotora, la temperatura, l’ansietat i els efectes reforçants de l’èxtasi en tots dos genotips. En animals normals l’èxtasi produeix un augment tant en la locomoció com en la temperatura, tanmateix, aquest augment es veu disminuït en els animals sense receptor CB1. També vam observar els efectes ens els efectes de recompensa primària de l’èxtasi en ambdós genotips. La recompensa primària es refereix a quant li agrada un individu un estímul. No vam observar diferències entre animals knockout pel receptor CB1 i animals normals. També vam analitzar els efectes reforçants de l’èxtasi en tots dos genotips. Els efectes reforçants d’una droga indiquen quant vol un individu aconseguir al droga. Vam observar que malgrat els efectes de recompensa primària resten intactes en els animals CB1 knockout, aquest animals no estan reforçats per l’èxtasi. Així, als animals CB1 knockout els hi agrada l’èxtasi però no fan cap esforç per aconseguir-lo. Per tant, el receptor CB1 regula els efectes sobre la locomoció, la temperatura i el reforç produïts per l’èxtasi.