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.

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.

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.

Influence of configurational atomic order on the relative stability of bcc and close-packed structures in Cu-based alloys

We present a study of the influence of atomic order on the relative stability of the bcc and the 18R martensitic structures in a Cu2.96Al0.92Be0.12 crystal. Calorimetric measurements have shown that disorder increases the stability of the 18R phase, contrary to what happens in Cu-Zn-Al alloys for which it is the bcc phase that is stabilized by disordering the system. This different behavior has been explained in terms of a model recently reported. We have also proved that the entropy change at the martensitic transition is independent of the state of atomic order of the crystal, as predicted theoretically. Our results suggest that differences in the vibrational spectrum of the crystal due to different states of atomic order must be equal in the bcc and in the close-packed phases.

Lattice-dynamical study of the premartensitic state of the Cu-Al-Be alloys

Neutron-scattering techniques have been used to study the premartensitic state of a family of Cu-Al-Be alloys, which transform from the bcc phase to an 18R martensitic structure. We find that the phonon modes of the TA2[110] branch have very low energies with anomalous temperature dependence. A slight anomaly at q=2/3 was observed; this anomaly, however, does not change significantly with temperature. No elastic peaks, related to the martensite structure, were found in the premartensitic state of these alloys. The results are compared with measurements, performed under the same instrumental conditions, on two Cu-Al-Ni and a Cu-Zn-Al martensitic alloy.

Elastic constants of bcc Cu-Al-Ni alloys

We have measured the adiabatic elastic constants of two Cu-Al-Ni martensitic alloys using ultrasonic methods and we have compared the results to recent neutron-scattering experiments. It is shown that the elastic behavior of Cu-Al-Ni alloys follows the same trends exhibited by other Cu-based alloys; in particular, the TA2 long-wavelength acoustic modes are softer than all other modes.

Vibrational behaviour of bcc Cu-based shape memory alloys close to the martensitic transition

Experimental data from ultrasonic and inelastic neutron scattering measurements are analyzed for different families of Cu-based shape-memory alloys. It is shown that the transition occurs at a value, independent of composition and alloy family, of the ratio between the elastic constants associated with the two shears necessary to accomplish the lattice distortion from the bcc to the close-packed structure. The zone boundary frequency of the TA2[110] branch evaluated at the transition point (TM), weakly depends, for each family, on composition. A linear relationship between this frequency and the inverse of the elastic constant C', both quantities evaluated at TM, has been found, in agreement with the prediction of a Landau model proposed for martensitic transformations.

Third order elastic constants of bcc Cu-Al-Ni

We have measured the changes in the ultrasonic wave velocity, induced by the application of uniaxial stresses in a Cu-Al-Ni single crystal. From these measurements, the complete set of third-order elastic constants has been obtained. The comparison of results for Cu-Al-Ni with available data for other Cu-based alloys has shown that all these alloys exhibit similar anharmonic behavior. By using the measured elastic constants in a Landau expansion for elastic phase transitions, we have been able to give an estimation of the value of a fourth-order elastic constants combination. The experiments have also shown that the application of a stress in the [001] direction, reduces the material resistance to a (110)[110] shear and thus favors the martensitic transition.