Síntesis y caracterización luminiscente y magnética de partículas multifuncionales de YBCO@OT

Abstract

El contenido de la presente investigación se organiza de la siguiente manera; en el Capítulo 1, se discuten las principales propiedades y características básicas del estado superconductor; resistencia cero, efecto Meissner-Ochsenfeld, superconductores tipo II, etcétera, así como también el fenómeno de la superconductividad reentrante, característica física básica asociada principalmente a la coexistencia entre superconductividad y ordenamiento magnético en superconductores magnéticos convencionales. Por otro lado, el capítulo también dedica especial importancia a las propiedades magnéticas y luminiscentes asociadas a los iones lantánidos, En el Capítulo 2 se presenta la síntesis y caracterización magnética y estructural de los núcleos superconductores de YBCO; partículas microestructuradas obtenidas por molienda mecánica y caracterizadas en función del tamaño de partícula y cristal. El capítulo reporta el tamaño óptimo de partícula para la fabricación de las heteroestructuras YBCO@OT, así como también un estudio sistemático de los efectos magnéticos promovidos por la reducción del tamaño de partícula y cristal en partículas de YBCO, novedoso estudio magnético que proporciona información muy valiosa acerca del rol que desempeña la microestructura en las propiedades magnéticas de superconductores mesoscópicos, aspecto importante ya que aborda el problema fundamental de la coexistencia entre superconductividad volumétrica y ferromagnetismo superficial en nanopartículas de materiales que en principio no son magnéticos. Por otro lado, la síntesis y caracterización magnética, estructural y fotoluminiscente de monocristales de oxalato de terbio heptahidratados se presenta en el Capítulo 3, novedoso fosforo magnético utilizado como coraza en la elaboración de los compósitos YBCO@OT. El capítulo reporta las condiciones de crecimiento de los cristales, además, informa sobre una novedosa modificación al procedimiento de síntesis que permitió el crecimiento de monocristales de oxalato de europio heptahidratados, compuesto clave en la determinación del estado triplete del ligando oxalato. El informe detalla las propiedades PL en monocristales, y aunque diversos estudios en el campo establecen que la emisión se debe a la alta concentración de iones activos Tb3+ que favorece la relajación cruzada promoviendo el decaimiento radiativo, poco se sabe acerca de la influencia del ligando oxalato como agente sensitizador de la emisión, razón por la cual este estudio aporta datos muy importantes acerca de una emisión sensibilizada por efecto antena, lo que ayuda en la comprensión de los mecanismos de migración energética implicados en sistemas con altas concentraciones de iones activos. Asimismo, el estudio también presenta un reporte de la estructura cristalina y molecular del compuesto, exhaustivo análisis realizado por Difracción de Rayos X (DRX) y complementado mediante estudios de Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) y Termogravimetría. Las propiedades magnéticas en función de la temperatura y campo magnético aplicado, al igual que el ajuste de los datos experimentales mediante el modelo de Curie-Weiss, son reportados en este capítulo, permitiendo evaluar la temperatura de Néel y el momento magnético efectivo asociados a la transición antiferromagnética, características esenciales que permitieron definir la temperatura crítica de reentrada entre estado normal y superconductor en heteroestructuras YBCO@OT. La síntesis y caracterización morfológica, estructural, magnética y fotoluminiscente de heteroestructuras YBCO@OT se presenta en el Capítulo 4. Variando la proporción en peso entre núcleo superconductor y coraza antiferromagnética el estudio evalúa un posible complemento entre propiedades magnéticas, superconductoras y fotoluminiscentes a fin de investigar nuevas características en los compósitos. Finalmente, en el Capítulo 5 se discuten los principales hallazgos y las conclusiones generales del trabajo. Se incluye una descripción de las aportaciones y se proporcionan perspectivas futuras basadas en estos resultados, las cuales podrían derivar en una serie de estudios complementarios que ayudarían a ampliar este tópico tan valioso en el diseño y control de las propiedades de transporte electrónico en sistemas superconductores. Como información adicional que complementa este trabajo., es importante mencionar que el informe incluye cuatro apéndices que detallan cierta información extracurricular asociada a la investigación.