Síntesi assistida per microones de molècules imant i nanoestructuració en sistemes híbrids amb nanopartícules d’òxid de ferro

L’obtencio de dispositius per aplicacions tecnologiques a la nanoescala implica l’us de molecules que permeten la miniaturitzacio d’aquests, aconseguint aixi mes eficiencia en menys espai. Les molecules que s’utilitzen tenen propietats magnetiques interessants, com per exemple les molecules imant que com be diu el seu nom es comporten com un imant a certa temperatura. En general, aquesta temperatura sovint es molt baixa i aixo suposa un inconvenient. Per tal d’augmentar dita temperatura, els investigadors en la materia volem obtenir compostos de coordinacio amb espin i anisotropia elevades ja que son bons candidats per actuar com a molecules imant. Les molecules imant han de tenir un estat fonamental d’espin elevat i un eix d’anisotropia facil, quelcom que es pot aconseguir amb compostos de coordinacio d'elevada nuclearitat. Una de les aproximacions consisteix en aprofitar l’espin dels metalls 3d i l’anisotropia dels lantanids, obtenint aixi compostos heterometal·lics 3d-4f. Un inconvenient es que aquests compostos no sempre s’obtenen de manera previsible i reproduible, per tant cal trobar un metode que aporti control en la sintesi. El metode que es proposa es la sintesi assistida per microones en estat fos, ja que es mes rapida, neta i s’obtenen els productes de manera pura i reproduible. Per poder fabricar els dispositius cal que aquestes molecules estiguin dipositades en una superficie, es a dir, nanoestructurades i mantinguin la seva estructura i propietats. Aixi doncs, cal sintetitzar de manera controlada compostos que actuin com a molecules imant a temperatures mes elevades i tenir-les ordenades en substrats mantenint les seves propietats. En el primer capitol es valida el metode de la sintesi assistida per microones en estat fos amb l’optimitzacio de l'obtencio d’un compost heptanuclear de niquel obtingut previament de manera impura. A partir d’aqui, vist que s’aconsegueix una sintesi mes rapida, reproduible i neta ja que gairebe no s’utilitzen dissolvents organics, es proposa l’obtencio de nous compostos de coordinacio heteroleptics homo- i heteronuclears amb el mateix metode. En el segon i tercer capitol es sintetitzen compostos heteronuclears de nucli M4Ln on M = Ni(II) o Co(II) i Ln = La(III), Gd(III), Tb(III) o Dy(III). Posteriorment s’estudien les propietats magnetiques de la familia de compostos, obtenint millor propietats amb els analegs de cobalt. En el Capitol 4 es realitza la deposicio de molecules magnetiques en superficie i s’estudia per microscopia de forces atomiques (AFM). Els compostos que tenen tert-butils provinents d’un lligand derivat de l’acid salicilic, es dipositen en el substrat hidrofobic HOPG mitjancant interaccions de VDW, en canvi, els compostos que tenen anells aromatics interaccionen amb el substrat per interaccions d'apilament π-π. A l’ultim capitol es dipositen les molecules imant obtingudes en els capitols anteriors a la superficie de nanoparticules d’oxid de ferro, obtenint sistemes hibrids nanoparticula-molecula imant. S’utilitzen nanoparticules funcionalitzades amb dopamina i nanoparticules funcionalitzades amb acid oleic, quelcom que determina la interaccio entre molecula i substrat. Els sistemes es caracteritzen mitjancant diverses tecniques com TEM, EDX, TGA, XPS, XAS i XMCD. En tots els casos s’obtenen nanoparticules d’entre 6 i 20 nm, monodisperses i cristal·lines. Es confirma la presencia de les molecules imant a la superficie, en alguns sistemes es dona acoblament magnetic entre les dues entitats i en d’altres no es veu acoblament pero si s’observen canvis en la magnetitzacio de les nanoparticules a causa de la presencia de la molecula imant. L’estudi d’aquests sistemes permet entendre la interaccio que es dona entre les dues entitats i saber si les molecules es dipositen mantenint la seva estructura. Aixo permet predir el que passaria al dipositar aquestes molecules en electrodes magnetics per a la fabricacio de dispositius d’espintronica molecular.