Desorden magnético en aleaciones nanométricas de TbCu2

Abstract

RESUMEN: En este Trabajo Fin de Master se ha llevado a cabo la síntesis de aleaciones binarias entre un metal de transición y un elemento de Tierra Rara, concretamente el intermetálico TbCu2. A partir de esta aleación, mediante un proceso físico de molienda mecánica de alta energía, se han obtenido nanopartículas de TbCu2. Para obtener las nanopartículas en diferentes tamaños se ha sometido a la aleación a distintos tiempos de molienda, de esta forma se ha podido establecer la relación entre el tamaño de partícula obtenido y el tiempo de molienda realizado. La caracterización estructural de las nanopartículas se ha llevado a cabo mediante las técnicas de difracción de rayos X y difracción de neutrones. Ambas técnicas nos proporcionarán información estructural relevante con una estructura cristalográfica Imma. Por otro lado, debido a la naturaleza de esta aleación, se ha realizado un estudio de las propiedades magnéticas realizando para ello medidas de imanación DC y de susceptibilidad AC. Como resultado de estas medidas magnéticas se ha podido determinar la temperatura de Neél (~46 K) y la temperatura de congelamiento (~18 K). Por último, también se ha comprobado la influencia de la presión sobre las propiedades magnéticas de la aleación de TbCu2, ya que al aplicar altas presiones estas temperaturas pueden verse modificadas. El comportamiento general de las nanopartículas obtenidas se interpreta como resultado de la existencia de un núcleo antiferromagnético y una corteza con espines desordenados.

ABSTRACT: In this Master Degree work the synthesis of binary alloys have been carried out with a transition metal and Rare Earth element, particularly the intermetallic TbCu2. From this alloy, TbCu2 nanoparticles have been obtained by a physical process of high-energy mechanical milling. Different sizes of nanoparticles have been obtained at various grinding times. Thus, it is possible to determine the relationship between the particle size obtained and milling time. The structural characterization of the nanoparticles has been carried out by X-ray diffraction and neutron diffraction. Both techniques have been able to provide us with relevant information with an Imma crystallographic structure. Furthermore, due to the nature of this alloy, the study of the magnetic properties was performed using DC magnetization and AC susceptibility measurements. The main outcome is the appearance of a Neél temperature (~46 K) and a freezing temperature (~18 K). Finally, the effect of pressure changes on the magnetic properties of the alloy TbCu2 has been also studied, because by applying high pressure the characteristic temperatures may be modified. The overall behaviour of the TbCu2 nanoparticles was been explained as a consequence of the existence of an antiferromagnetic core and a shell with disordered spins.