Magnetic properties of Fe-Cu-Nb-Si-B nanocrystaliine magnetic alloys

Several ribbons of composition Fe73.5Cu1Nb 3Si16.5B6 and Fe73.5Cu1 Nb3Si13.5B9 were prepared by annealing the as-quenched samples between 525°C and 700°C; which induced nucleation of nanocrystallites of Fe bcc-type composition. Mean grain sizes were obtained from X-ray diffraction. Static magnetic properties were measured with both a Magnet Physik Hysteresis-Graph (up to 200 Oe) and a SHE SQUID magnetometer (up to 50 kOe). Soft magnetic parameters (coercive field and initial permeability) were very sensitive to grain size. The ZFC magnetization at low field showed a broad peak at a temperature TM, thus signalling a certain distribution of nanocrystalline sizes, and TM strongly decreased when the mean grain size decreased. Isothermal magnetization curves at low temperature showed the expected asymptotic behavior of a random magnet material at low and high fields.

Determinació de la ubicació estructural dels ions Yb3+ i Nb3+ en Yb:RTP, Nb:RTP i (Nb,Yb):RTP

Estudi elaborat a partir d’una estada al Stony Brook University al juliol del 2006. El RbTiOPO4 (RTP) monocristal•lí és un material d' òptica no lineal molt rellevant i utilitzat en la tecnologia làser actual, químicament molt estable i amb unes propietats físiques molt destacades, entre elles destaquen els alts coeficients electro-òptics i l'alt llindar de dany òptic que presenta. En els últims anys s’està utilitzant tecnològicament en aplicacions d'òptica no lineal en general i electro-òptiques en particular. En alguns casos ja ha substituït, millorant prestacions, a materials tals com el KTP o el LNB(1). Dopant RTP amb ions lantànids (Ln3+) (2-4), el material es converteix en un material làser auto-doblador de freqüència, combinant les seves propietats no lineals amb les de matriu làser. El RTP genera radiació de segon harmònic (SHG) a partir d’un feix fonamental amb longituds d’ona inferiors a 990 nm, que és el límit que presenta el KTP.La determinació de la ubicació estructural i l’estudi de l'entorn local del ions actius làser és de fonamental importància per a la correcta interpretació de les propietats espectroscòpiques d’aquest material. Mesures de difracció de neutrons sobre mostra de pols cristal•lí mostren que els ions Nb5+ i Ln3+ només substitueixin posicions de Ti4+ (8-9). Estudis molt recents d'EPR (electron paramagnetic resonance) semblen indicar que quan la concentració d'ió Ln3+ es baixa, aquest ió presenta la tendència a substituir l'ió alcalí present a l'estructura (10).Després dels resultats obtinguts en el present treball a partir de la tècnica EXAFS a la instal•lació sincrotò del Brookhaven National Laboratory/State University of New York (Stony Brook) es pot concloure definitivament que els ions Nb s’ubiquen en la posició Ti (1) i que els ions Yb3+ es distribueixen paritariament en les dues posicions del Ti (1 i 2). Aquests resultats aporten una valuosa informació per a la correcta interpretació dels espectres, tant d’absorció com d’emissió, del material i per la avaluació dels paràmetres del seu comportament durant l'acció làser.

Síntesis de nanopartículas de ferritas tipo MFe2O4 (M=Fe, Co, Cu) para su aplicación en superconductores

La tecnología actual ha permitido que en los últimos años la nanociencia y la nanotecnología sean puntos críticos en el desarrollo del conocimiento. En estos momentos se desarrollan sistemas de dimensiones nanométricas que son interesantes debido a sus potenciales aplicaciones en diferentes ámbitos como en química, física, biología, materiales, medicina, cosmética... Dentro de estos sistemas nanoscópicos se encuentran las nanopartículas, estructuras con un tamaño inferior a los 100nm de longitud. En esta clasificación existen a su vez diferentes categorías, como las nanopartículas metálicas, semiconductoras, magnéticas, etc. y es exactamente en esta última tipoogía donde se centra este estudio. Este proyecto de investigación desarrolla la síntesis de magnetita (Fe3O4), ferrita de cobalto (CoFe2O4) y ferrita de cobre (CuFe2O4) con la finalidad de utilizarlas como dopante en superconductores. El método sintético utilizado es del tipo solvotérmico y se lleva a cabo en trietilenglicol, el cual actúa a la vez como disolvente y como estabilizante de las nanopartículas. Las partículas así obtenidas son dispersables en medios polares como el etanol absoluto. Los precursores de este método sintético son los respectivos acetilacetonatos metálicos debido a que el ligando orgánico descompone en productos volátiles. Existen diferentes factores que afectan a la síntesis, tales como la velocidad de ascenso de la temperatura, la agitación, la presencia de agua, la temperatura de descomposición de los precursores, etc. Algunos de estos factores han sido estudiados con detalle y aplicados con tal de optimizar el método experimental. Las nanopartículas sintetizadas han sido analizadas mediante diversas técnicas físicas con tal de establecer diferentes parámetros, tales como su composición fnal, su pureza, su estructura, sus propiedades magnéticas, etc. Estas técnicas son diversas: desde la espectroscopia infrarroja hasta medidas mediante SQUID, pasando por rayos X, microscopía electrónica y termogravimetría. Los resultados han sido favorables en la síntesis de la magnetita y también en la ferrita de cobalto, ya que las nanopartículas obtenidas son homogéneas, fácilmente dispersables en algoholes, estables por largos períodos de teimpo, rápidas de sintetizar, etc. El único problema observado ha sido la síntesis de ferrita de cobre la cual se ha de optimizar, ya que el producto final ha resultado ser una mezcla de tres compuesto diferentes.

Comparativa de equipos de síntesis mecánica : aleaciones de base Al-Cu y Fe-Ni

La síntesis mecánica es un proceso basado en la molturación de una mezcla de polvosometida a altas energías que se producen por los choques entre las partículas y lasbolas de un micromolino, entre las partículas y las paredes del recipiente y entre lasmismas partículas. Los dos procesos involucrados en el proceso de síntesis mecánicason la soldadura en frío y la fractura.El proyecto que se presenta es una continuación de los diferentes estudios realizadosen el departamento de Recerca de Materials i Termodinàmica de la Universidad deGirona sobre el proceso de aleado mecánico, en especial del proyecto de Ivan Darnés(Abril 2005) donde se realizaba un estudio comparativo de los micromolinosPulverisette 7 (P7) y SPEX8000 a partir de dos aleaciones en polvo de base Fe.El presente proyecto tiene como objetivo principal realizar nuevamente unacomparación de los equipos P7 y SPEX8000, pero utilizando otras mezclas de polvoiniciales y modificando los parámetros del proceso. Para tal comparación se estudiaránlas muestras obtenidas a nivel estructural, térmico y morfológico

Caracterització de les metal·lotioneïnes CnMT1 i CnMT2 del fong Cryptococcus neoformans. Estudi de la capacitat coordinant davant dels ions Zn(II), Cd(II) i Cu(I)

En aquest treball de recerca, s’han estudiat les dues isoformes de metal·lotioneïna CnMT1 i CnMT2 presents en el fong patogen Cryptococcus neoformans. Recentment s’ha descobert que aquest fong té com a factor de virulència, els nivells de coure del medi on es troba. Les dues isoformes produïdes en medis rics en Zn(II) s’han utilitzat per a fer valoracions amb Cu(I) i Cd(II), i s’ha seguit l’evolució dels experiments mitjançant les tècniques DC, UV-vis, i ESI-MS. S’ha pogut observar que les dues isoformes tenen preferència per enllaçar Cu(I). Per altra banda també s’ha establert una gran homologia entre les dues seqüències.

Nanosized Nb-TiO2 gas sensors derived from alkoxides hydrolization

Nanocrystalline TiO2 modified with Nb has been produced through the sol-gel technique. Nanopowders have been obtained by means of the hydrolysis of pure alkoxides with deionized water and peptization of the resulting hydrolysate with diluted acid nitric at 100 C. The addition of Nb stabilizes the anatase phase to higher temperatures. XRD spectra of the undoped and the Nb-doped samples show that the undoped sample has been almost totally converted to rutile at 600 C, meanwhile the doped samples present still a low percentage of rutile phase. Nanocrystalline powders stabilized at 600 C with grain sizes of about 17 nm have successfully been synthesized by the addition of Nb with a concentration of 2% at., which appears to be an adequate additive concentration to improve the gas sensor performances, such as it is suggested by the catalytic conversion efficiency experiments performed from FTIR measurements. FTIR absorbance spectra show that catalytic conversion of CO occurs at lower temperatures when niobium is introduced. The electrical response of the films to different concentrations of CO and ethanol has been monitored in dry and wet environments in order to test the influence of humidity in the sensor response. The addition of Nb decreases the working temperature and increases the stability of the layers. Also, large enhancement of the response time is obtained even with lower working temperatures. Moreover, humidity effects on the gas sensor response toward CO and ethanol are less important in Nb-doped samples than in the undoped ones.

La mineralització kàrstica (Ba,Cu,Pb,Zn,Sb) de Rocabruna i de Can Pubill, Pirineo Oriental: geologia, morfologia i gènesi

La mineralització consisteix en el rebliment de cavitats mètriques de morfologia kàrstica, encaixades en dolomies Cambro-Ordovicianes. Les cavitats són plenes de baritina amb una aurèola centi a mil·limètrica de quars i sulfurs (tetraedrita-tennantita, calcopirita, galena, esfalerita). La mineralització és situada a prop i per sota d'una paleosuperficie sobre la qual es depositaren els red-beds, amb disseminacions de baritina, de fàcies garumniana (Cretaci superior-Paleocè). Les condicions de deposició son coherents amb una precipitació a partir de solucions, inicialment àcides, que omplien cavitats preexistents.

El depósito volcanogénico de Cu-Zn-Pb-Au El Cobre, Cuba Oriental: estructura y mineralogía

El depósito "El Cobre" encaja en series volcanosedimentarias del arco de islas Paleógeno de Cuba Oriental. Los tipos de mineralización presentes son estratiforme, estratoligada y filoniana. Los depósitos estratiformes (anhidrita, barita o criptomelana) se formaron por precipitación de fluidos hidrotermales en un fondo submarino. La mineralización filoniana constituye la zona de raíz de los depósitos estratiformes, presentando morfología de stockwork en sectores superficiales, pero hacia los sectores profundos disminuye la anchura de la zona mineralizada. En ella predominan pirita y calcopirita en asociación con cuarzo, excepto en algunos filones más superficiales en donde predomina esfalerita asociada a anhidrita. Las alteraciones asociadas son cloritización y silicificación en los sectoresmás profundos; en los más superficiales se dan sericitización y caolinitización. La mineralización estratoligada es contemporánea con la mineralización filoniana y se produce por reemplazamiento de diversos niveles favo r a bles de la serie: calizas en la parte inferior y el nivel exhalativo de sulfato en la parte superior (donde se producen las concentraciones de oro más elevadas del depósito). En base a los tipos de mineralización presentes y de acuerdo al carácter singenético de los depósitos con las rocas vulcanosedimentarias de la secuencia media del Grupo El Cobre, se propone un modelo de formación exhalativo vulcanogénico en un contexto geodinámico de arco de islas, similar al modelo Kuroko.

Influence of the (111) twinning on the formation of diamond cubic/diamond hexagonal heterostructures in Cu-catalyzed Si nanowires

The occurrence of heterostructures of cubic silicon/hexagonal silicon as disks defined along the nanowire (111) growth direction is reviewed in detail for Si nanowires obtained using Cu as catalyst. Detailed measurements on the structural properties of both semiconductor phases and their interface are presented. We observe that during growth, lamellar twinning on the cubic phase along the (111) direction is generated. Consecutive presence of twins along the (111) growth direction was found to be correlated with the origin of the local formation of the hexagonal Si segments along the nanowires, which define quantum wells of hexagonal Si diamond. Finally, we evaluate and comment on the consequences of the twins and wurtzite in the final electronic properties of the wires with the help of the predicted energy band diagram.

Estudio de la reaccion de sulfurizacion de precursores Cu/In para la formacion de capas delgadas policristalinas de CuInS2 para celulas solares

En este trabajo se presenta un estudio detallado de los procesos implicados en la sulfurización de capas metálicas de Cu-In para la fabricación de células solares de CuInS2. Con este objeto, se ha desarrollado un experimento de sulfurización parcial de las capas, que han sido sometidas posteriormente a un tratamiento de selenización. El estudio de estas estructuras mediante Espectroscopía Raman y Espectroscopía de Electrones Auger (AES) ha permitido conocer algunos de los detalles de la reacción química, en concreto la identificación del frente de crecimiento de la reacción de sulfurización. Paralelamente, se ha desarrollado un sistema experimental que ha hecho posible investigar in-situ la reacción de sulfurización por Espectroscopía Raman, lo cual ha permitido un seguimiento preciso de la evolución estructural del material durante el proceso. Los resultados experimentales demuestran que la reacción de sulfurización se inicia en la superficie de la capa, dando lugar a la formación de CuInS2, coexistiendo dos estructuras cristalinas polimórficas (calcopirita y orden catiónico CuAu). Posteriormente la reacción química continúa asistida por la difusión de los metales hacia la superficie, que reaccionan con la atmósfera de azufre, de forma simultánea se produce una transformación de la fase CuAu del compuesto en la estructura calcopirita.

Nanosized Nb-TiO2 gas sensors derived from alkoxides hydrolization

Nanocrystalline TiO2 modified with Nb has been produced through the sol-gel technique. Nanopowders have been obtained by means of the hydrolysis of pure alkoxides with deionized water and peptization of the resulting hydrolysate with diluted acid nitric at 100 C. The addition of Nb stabilizes the anatase phase to higher temperatures. XRD spectra of the undoped and the Nb-doped samples show that the undoped sample has been almost totally converted to rutile at 600 C, meanwhile the doped samples present still a low percentage of rutile phase. Nanocrystalline powders stabilized at 600 C with grain sizes of about 17 nm have successfully been synthesized by the addition of Nb with a concentration of 2% at., which appears to be an adequate additive concentration to improve the gas sensor performances, such as it is suggested by the catalytic conversion efficiency experiments performed from FTIR measurements. FTIR absorbance spectra show that catalytic conversion of CO occurs at lower temperatures when niobium is introduced. The electrical response of the films to different concentrations of CO and ethanol has been monitored in dry and wet environments in order to test the influence of humidity in the sensor response. The addition of Nb decreases the working temperature and increases the stability of the layers. Also, large enhancement of the response time is obtained even with lower working temperatures. Moreover, humidity effects on the gas sensor response toward CO and ethanol are less important in Nb-doped samples than in the undoped ones.

Effects of Nb doping on the TiO2 anatase-to-rutile phase transition

We study the influence of Nb doping on the TiO2 anatase-to-rutile phase transition, using combined transmission electron microscopy, Raman spectroscopy, x-ray diffraction and selected area electron diffraction analysis. This approach enabled anatase-to-rutile phase transition hindering to be clearly observed for low Nb-doped TiO2 samples. Moreover, there was clear grain growth inhibition in the samples containing Nb. The use of high resolution transmission electron microscopy with our samples provides an innovative perspective compared with previous research on this issue. Our analysis shows that niobium is segregated from the anatase structure before and during the phase transformation, leading to the formation of NbO nanoclusters on the surface of the TiO2 rutile nanoparticles.

Entropy change of martensitic transformations in Cu-based shape-memory alloys

We have investigated the different contributions to the entropy change at the martensitic transition of different families of Cu-based shape-memory alloys. The total entropy change has been obtained through calorimetric measurements. By measuring the evolution of the magnetic susceptibility with temperature, the entropy change associated with conduction electrons has been evaluated. The contribution of the anharmonic vibrations of the lattice has also been estimated using various parameters associated with the anharmonic behavior of these alloys, collected from the literature. The results found in the present work have been compared to values published for the martensitic transition of group-IV metals. For Cu-based alloys, both electron and anharmonic contributions have been shown to be much smaller than the overall entropy change. This finding demonstrates that the harmonic vibrations of the lattice are the most relevant contribution to the stability of the bcc phase in Cu-based alloys.

High-pressure ultrasonic study of vibrational anharmonicity in bcc Cu-Al-Be alloys

To quantify the vibrational anharmonicity of the long-wavelength acoustic modes of bcc Cu74.1Al23.1Be2.8 near its martensitic transition temperature Ms (261 K), the hydrostatic pressure derivatives (¿CIJ/¿P)P=0 of the elastic stiffness moduli have been measured. The Grüneisen parameters at 268 K (just above Ms), especially of longitudinal modes, which become smaller than those of the shear modes, are quite different from those at 295 K: the anharmonicity changes markedly in the vicinity of the transition. Similar trends are noted for Cu66.5Al12.7Zn20.8. Experimental data near Ms are used to estimate cubic invariants in the strain order parameters in a Landau formalism.