Theoretical study of magnetism, structure and chemical order in transition-metal alloy clusters

Research on transition-metal nanoalloy clusters composed of a few atoms is fascinating by their unusual properties due to the interplay among the structure, chemical order and magnetism. Such nanoalloy clusters, can be used to construct nanometer devices for technological applications by manipulating their remarkable magnetic, chemical and optical properties. Determining the nanoscopic features exhibited by the magnetic alloy clusters signifies the need for a systematic global and local exploration of their potential-energy surface in order to identify all the relevant energetically low-lying magnetic isomers. In this thesis the sampling of the potential-energy surface has been performed by employing the state-of-the-art spin-polarized density-functional theory in combination with graph theory and the basin-hopping global optimization techniques. This combination is vital for a quantitative analysis of the quantum mechanical energetics. The first approach, i.e., spin-polarized density-functional theory together with the graph theory method, is applied to study the Fe$_m$Rh$_n$ and Co$_m$Pd$_n$ clusters having $N = m+n \leq 8$ atoms. We carried out a thorough and systematic sampling of the potential-energy surface by taking into account all possible initial cluster topologies, all different distributions of the two kinds of atoms within the cluster, the entire concentration range between the pure limits, and different initial magnetic configurations such as ferro- and anti-ferromagnetic coupling. The remarkable magnetic properties shown by FeRh and CoPd nanoclusters are attributed to the extremely reduced coordination number together with the charge transfer from 3$d$ to 4$d$ elements. The second approach, i.e., spin-polarized density-functional theory together with the basin-hopping method is applied to study the small Fe$_6$, Fe$_3$Rh$_3$ and Rh$_6$ and the larger Fe$_{13}$, Fe$_6$Rh$_7$ and Rh$_{13}$ clusters as illustrative benchmark systems. This method is able to identify the true ground-state structures of Fe$_6$ and Fe$_3$Rh$_3$ which were not obtained by using the first approach. However, both approaches predict a similar cluster for the ground-state of Rh$_6$. Moreover, the computational time taken by this approach is found to be significantly lower than the first approach. The ground-state structure of Fe$_{13}$ cluster is found to be an icosahedral structure, whereas Rh$_{13}$ and Fe$_6$Rh$_7$ isomers relax into cage-like and layered-like structures, respectively. All the clusters display a remarkable variety of structural and magnetic behaviors. It is observed that the isomers having similar shape with small distortion with respect to each other can exhibit quite different magnetic moments. This has been interpreted as a probable artifact of spin-rotational symmetry breaking introduced by the spin-polarized GGA. The possibility of combining the spin-polarized density-functional theory with some other global optimization techniques such as minima-hopping method could be the next step in this direction. This combination is expected to be an ideal sampling approach having the advantage of avoiding efficiently the search over irrelevant regions of the potential energy surface.

Magnetic interactions between transition metal impurities and clusters mediated by low-dimensional metallic hosts: A first principles theoretical investigation

The magnetic properties and interactions between transition metal (TM) impurities and clusters in low-dimensional metallic hosts are studied using a first principles theoretical method. In the first part of this work, the effect of magnetic order in 3d-5d systems is addressed from the perspective of its influence on the enhancement of the magnetic anisotropy energy (MAE). In the second part, the possibility of using external electric fields (EFs) to control the magnetic properties and interactions between nanoparticles deposited at noble metal surfaces is investigated. The influence of 3d composition and magnetic order on the spin polarization of the substrate and its consequences on the MAE are analyzed for the case of 3d impurities in one- and two-dimensional polarizable hosts. It is shown that the MAE and easy- axis of monoatomic free standing 3d-Pt wires is mainly determined by the atomic spin-orbit (SO) coupling contributions. The competition between ferromagnetic (FM) and antiferromagnetic (AF) order in FePtn wires is studied in detail for n=1-4 as a function of the relative position between Fe atoms. Our results show an oscillatory behavior of the magnetic polarization of Pt atoms as a function of their distance from the magnetic impurities, which can be correlated to a long-ranged magnetic coupling of the Fe atoms. Exceptionally large variations of the induced spin and orbital moments at the Pt atoms are found as a function of concentration and magnetic order. Along with a violation of the third Hund’s rule at the Fe sites, these variations result in a non trivial behavior of the MAE. In the case of TM impurities and dimers at the Cu(111), the effects of surface charging and applied EFs on the magnetic properties and substrate-mediated magnetic interactions have been investigated. The modifications of the surface electronic structure, impurity local moments and magnetic exchange coupling as a result of the EF-induced metallic screening and charge rearrangements are analysed. In a first study, the properties of surface substitutional Co and Fe impurities are investigated as a function of the external charge per surface atom q. At large inter-impurity distances the effective magnetic exchange coupling ∆E between impurities shows RKKY-like oscillations as a function of the distance which are not significantly affected by the considered values of q. For distances r < 10 Å, important modifications in the magnitude of ∆E, involving changes from FM to AF coupling, are found depending non-monotonously on the value and polarity of q. The interaction energies are analysed from a local perspective. In a second study, the interplay between external EF effects, internal magnetic order and substrate-mediated magnetic coupling has been investigated for Mn dimers on Cu(111). Our calculations show that EF (∼ 1eV/Å) can induce a switching from AF to FM ground-state magnetic order within single Mn dimers. The relative coupling between a pair of dimers also shows RKKY-like oscillations as a function of the inter-dimer distance. Their effective magnetic exchange interaction is found to depend significantly on the magnetic order within the Mn dimers and on their relative orientation on the surface. The dependence of the substrate-mediated interaction on the magnetic state of the dimers is qualitatively explained in terms of the differences in the scattering of surface electrons. At short inter-dimer distances, the ground-state configuration is determined by an interplay between exchange interactions and EF effects. These results demonstrate that external surface charging and applied EFs offer remarkable possibilities of manipulating the sign and strength of the magnetic coupling of surface supported nanoparticles.

First-principles electronic theory of non-collinear magnetic order in transition-metal nanowires

The structural, electronic and magnetic properties of one-dimensional 3d transition-metal (TM) monoatomic chains having linear, zigzag and ladder geometries are investigated in the frame-work of first-principles density-functional theory. The stability of long-range magnetic order along the nanowires is determined by computing the corresponding frozen-magnon dispersion relations as a function of the 'spin-wave' vector q. First, we show that the ground-state magnetic orders of V, Mn and Fe linear chains at the equilibrium interatomic distances are non-collinear (NC) spin-density waves (SDWs) with characteristic equilibrium wave vectors q that depend on the composition and interatomic distance. The electronic and magnetic properties of these novel spin-spiral structures are discussed from a local perspective by analyzing the spin-polarized electronic densities of states, the local magnetic moments and the spin-density distributions for representative values q. Second, we investigate the stability of NC spin arrangements in Fe zigzag chains and ladders. We find that the non-collinear SDWs are remarkably stable in the biatomic chains (square ladder), whereas ferromagnetic order (q =0) dominates in zigzag chains (triangular ladders). The different magnetic structures are interpreted in terms of the corresponding effective exchange interactions J(ij) between the local magnetic moments μ(i) and μ(j) at atoms i and j. The effective couplings are derived by fitting a classical Heisenberg model to the ab initio magnon dispersion relations. In addition they are analyzed in the framework of general magnetic phase diagrams having arbitrary first, second, and third nearest-neighbor (NN) interactions J(ij). The effect of external electric fields (EFs) on the stability of NC magnetic order has been quantified for representative monoatomic free-standing and deposited chains. We find that an external EF, which is applied perpendicular to the chains, favors non-collinear order in V chains, whereas it stabilizes the ferromagnetic (FM) order in Fe chains. Moreover, our calculations reveal a change in the magnetic order of V chains deposited on the Cu(110) surface in the presence of external EFs. In this case the NC spiral order, which was unstable in the absence of EF, becomes the most favorable one when perpendicular fields of the order of 0.1 V/Å are applied. As a final application of the theory we study the magnetic interactions within monoatomic TM chains deposited on graphene sheets. One observes that even weak chain substrate hybridizations can modify the magnetic order. Mn and Fe chains show incommensurable NC spin configurations. Remarkably, V chains show a transition from a spiral magnetic order in the freestanding geometry to FM order when they are deposited on a graphene sheet. Some TM-terminated zigzag graphene-nanoribbons, for example V and Fe terminated nanoribbons, also show NC spin configurations. Finally, the magnetic anisotropy energies (MAEs) of TM chains on graphene are investigated. It is shown that Co and Fe chains exhibit significant MAEs and orbital magnetic moments with in-plane easy magnetization axis. The remarkable changes in the magnetic properties of chains on graphene are correlated to charge transfers from the TMs to NN carbon atoms. Goals and limitations of this study and the resulting perspectives of future investigations are discussed.

Poly-Si₁₋xGex Film Growth for Ni Germanosilicided Metal Gate

Scaling down of the CMOS technology requires thinner gate dielectric to maintain high performance. However, due to the depletion of poly-Si gate, it is difficult to reduce the gate thickness further especially for sub-65 nm CMOS generation. Fully silicidation metal gate (FUSI) is one of the most promising solutions. Furthermore, FUSI metal gate reduces gate-line sheet resistance, prevents boron penetration to channels, and has good process compatibility with high-k gate dielectric. Poly-SiGe gate technology is another solution because of its enhancement of boron activation and compatibility with the conventional CMOS process. Combination of these two technologies for the formation of fully germanosilicided metal gate makes the approach very attractive. In this paper, the deposition of undoped Poly-Si₁₋xGex (0 < x < 30% ) films onto SiO₂ in a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) system is described. Detailed growth conditions and the characterization of the grown films are presented.

Música, mujeres, hombres y contradicciones : la construcción del género en la escena del Death Metal en Bogotá

A lo largo del texto pretendo mostrar un estudio de caso de cómo se puede entender el género de manera más sutil, al plantear que hay formas alternativas de ver la feminidad y cómo se construye una nueva forma de ser mujer a partir de elementos masculinos. Es por esto, que este trabajo muestra que existen variaciones en el género que se deben tener en cuenta. Siguiendo esta línea de trabajo, procederé en el primer apartado a revisar de qué manera se realizó la investigación, teniendo en cuenta las diferentes fases en las que se realizó y las técnicas utilizadas. A continuación, en la segunda parte del texto, haré una revisión del concepto de género, para poder explicar qué son la masculinidad y la feminidad, al igual que los espacios masculinos. En el tercera parte, veremos cómo es la escena del Death Metal en Bogotá, lo que servirá de introducción para hablar de cómo se construye el género en este espacio. En el cuarto y el quinto apartado realizaremos un análisis de cómo son los hombres y las mujeres en esta escena, respectivamente. Para realizar esta explicación tomaré en cuenta la literatura sobre género, al igual que los resultados encontrados a lo largo de la investigación, para así determinar cómo se comprende la feminidad en el Death Metal, explicando la manera en que las mujeres de la escena construyen una forma alternativa de ser mujer. Finalmente, retomaremos las ideas principales del texto para establecer que hay una forma particular en la que se construye el género en esta escena, encontrando que existen vías no tradicionales de pensarse como mujer.

Plan exportador Metal Muebles y Cia. Ltda.

La idea principal de este trabajo, es realizar un evaluación sobre las diferentes posibilidades que se presentan para exportar uno de los productos que fabrica la empresa METAL MUEBLES Y CIA LTDA fundada por el señor Álvaro de Jesús Chalarca en el año de 1994 quien hizo posible la elaboración de este Plan Exportador autorizando el suministro de toda la información de la empresa. Se evaluaran cada uno de los países que participaran en la elaboración de este trabajo así como los procesos y situaciones que se deben tener en cuenta para obtener un excelente resultado. Se hará igualmente una revisión de todas las debilidades y fortalezas con las que cuenta cada país, que afectan el proceso de exportación. Durante el desarrollo del proyecto se realizara una matriz teniendo en cuenta diferentes tipo de variables que ayudaran a medir la factibilidad de que el plan exportador se lleve a cabo en los países de: Ecuador, Chile y Perú. Finalmente se realizara el desarrollo de una estrategia de comercialización para cumplir el fin propuesto y ampliar las posibilidades de expansión de METAL MUEBLES Y CIA LTDA.

Ángeles ascendentes y demonios caídos: construcción de subjetividad, metal y cristianismo en la iglesia Comunidad Pantokrator en Bogotá

Esta tesis es el resultado de un ejercicio interdisciplinar, tanto metodológico como teórico, para observar y analizar las lógicas de construcción de subjetividad que se entraman en una iglesia evangélica y pentecostal en el sur de Bogotá llamada Comunidad Pantokrator. Allí, el cristianismo interactúa y afecta la particularidad más significativa de esta iglesia: la presencia de la subcultura del rock y del metal. En este encuentro que pareciera contradictorio entre el cristianismo y el metal, se presentan mecanismos sociales que son parte de la construcción de una subjetividad metalera y cristiana, que altera el modo en el que los asistentes de Pantokrator se entienden a sí mismos, a su congregación y a la realidad social a la que se enfrentan diariamente. En este trabajo, se relata la construcción de esos mecanismos y su operación sobre la estructura jerárquica de la iglesia, los procesos de conversión religiosa y la asunción de su fe cristiana y la forma en la que definen al mundo social que los rodea, especialmente a otras comunidades cristianas y al metal secular.

Automoción, Metal.

La reproducción y distribución de este vídeo en Canarias ha sido llevada a cabo por el Programa de Medios Audiovisuales de la Dirección General de Promoción Educativa del Gobierno de Canarias. La duración de la cinta de vídeo es de venticeis minutos

El campo artístico del metal en Bogotá y la construcción de identidad del metalero

El Metal, una expresión juvenil que a partir de una forma subgénero de la música rock, ha evolucionado hasta adquirir e incluir “un conjunto de valores, actitudes y actividades“que los identifica entre sí y los diferencia de los demás

Dos experiencias socialistas de Formaci??n Profesional en el primer tercio del siglo XX : las escuelas de aprendices tip??grafos y de aprendices metal??rgicos

En este art??culo se analizan dos experiencias formativas ocurridas en el primer tercio del siglo XX, concretamente las escuelas de aprendices tip??graficos y de aprendices metal??rgicos. La finalidad de la primera era proporcionar instrucci??n t??cnica elemental a los j??venes que se dedicaran al arte de la imprenta en la secci??n de cajas. La segunda ten??a como objetivo ser el lugar donde completar la educaci??n pr??ctica que los aprendices recib??an en sus centros de trabajo, mediante ciertos conocimientos te??ricos, a fin de perfeccionar su capacidad profesional.

Estilo musical : Heavy Metal.

Suplemento Música y más música, n. 5

Taller de artesanía, los esmaltes sobre metal.

Desarrolla un taller de artesanía con los grupos de diversificación de tercero de ESO. Comienza con una introducción histórica: importancia, épocas y declive de la artesanía, para centrarse en los esmaltes sobre metal, tipos y elaboración y relación con otras áreas curriculares (Física, Química, Geología, Matemáticas, Dibujo y Tecnología). Los objetivos son: interrelacionar áreas curriculares; valorar el trabajo bien realizado; entender la utilidad de la evolución histórica dentro de la artesanía; trabajar de forma ordenada, limpia y sencilla; aumentar la confianza en uno mismo para integrarse en un grupo general y entender y respetar las normas de trabajo, seguridad e higiene. Se trabajan todas las técnicas de elaboración de esmaltes en grupos reducidos con dinámica de asamblea. Se evalúa el grado de consecución de los objetivos por medio de los trabajos realizados.

Taller de esmaltes sobre metal.

Con este proyecto se pretende mostrar a los alumnos la importancia de la artesanía en el entramado socioeconómico. Tiene como objetivos entender la utilidad de la evolución histórica en la artesanía, valorar el trabajo bien realizado, trabajar de forma ordenada, limpia y sencilla, aumentar la confianza en uno mismo para integrarse en un grupo general, conocer actividades comerciales y mercantiles de autoempleo, y entender y respetar normas de trabajo, seguridad e higiene. Con los alumnos se sigue una metodología de asamblea, dialogante, práctica y constructivista. Las actividades se centran en el recorrido por distintas artesanías de la región, conocimiento de variados materiales y de su utilidad, trabajos sobre base de metal, trabajos de esmalte al fuego, proyecto y realización de un esmalte y exposición de trabajos y técnicas empleadas.

How we use metal.

Para apreciar cómo se usan las riquezas naturales y como punto de partida para el aprendizaje de dónde provienen, las propiedades, y sobre cuáles son algunos de los usos de los metales: en las máquinas, en el hogar, en la construcción, en la decoración. Metales y electricidad, metales e imanes, metales y el corazón. La mezcla de metales. Describe la forma en que no se debe utilizar. Tiene glosario, bibliografía y direcciones de Internet.

Metal?

Este recurso presenta a los jóvenes de una manera muy visual la idea del proceso de reciclaje de los metales: clasificación , reciclaje del acero, fundición del acero, aluminio, fundición del aluminio, papel de aluminio. Conduce al lector en un viaje para la localización de los residuos, y cómo son reciclados, desde el principio hasta el nuevo producto. Incluye fotografías del proceso del reciclaje; consejos y actividades de diversión. Tiene glosario, bibliografía y sitios web.