DESARROLLO DE UNA CÁMARA DE IMPLANTACIÓN IÓNICA PARA LA GENERACIÓN DE DEFECTOS ESTRUCTURALES EN SISTEMAS NO MAGNÉTICOS

Durante las últimas dos décadas varios trabajos han reportado la aparición de ordenamiento magnético a temperatura ambiente en óxidos semiconductores dopados con iones magnéticos. Sin embargo, ahora se acepta que el origen del estado magnéticamente ordenado en óxidos semiconductores diluidos está relacionado con la formación de defectos estructurales y/o agregados iónicos, que no son necesariamente magnéticos, fenómeno llamado magnetismo inducido por defectos (DIM). Se ha demostrado teóricamente que es posible el orden magnético en sólidos intrínsecamente no magnéticos debido a la influencia del hidrógeno,  y se ha observado experimentalmente en grafito así como en muestras de ZnO no dopado y dopado. Trabajos publicados recientemente demostraron que el tratamiento con plasma de hidrógeno a bajas energías de implantación (300 eV) y temperaturas relativamente bajas (T 700 K) puede desencadenar el orden magnético a temperatura ambiente en monocristales de ZnO después de la implantación de H atómico a bajas concentraciones. En este trabajo presentamos el desarrollo de una cámara de implantación de iones de Ar+H2 producidos en un plasma remoto de corriente directa (DC). Fueron implantadas capas delgadas de ZnO obtenidas por RF-Magnetron Sputtering. Analizamos la relación existente entre la formación de defectos estructurales, condiciones de depósito de las películas delgadas y propiedades magnéticas

Observation of Room-Temperature Ferromagnetism Induced by High-Pressure Hydrogenation of Anatase TiO2

The structural, electronic, and magnetic properties of anatase TiO2samples annealed under different hydrogen pressures are reported. By combining X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Raman, UV-vis, and X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopies, evidence of hydrogen incorporation was detected in the anatase structure. Short-time high-pressure hydrogen treatment favors the production of interstitial hydrogen, which, located close to a Ti4+ion, transfers charge to it, occupying unoccupied 3d levels. Long-time hydrogenation treatments (10 h) help to rebuild the structure of anatase and heal defects, with hydrogen occupying mainly oxygen vacancies. The presence of reduced Ti(4−δ)+ions gives the sample its magnetic character at room temperature. Our results show that only a small fraction of the sample is magnetic (probably a superficial region affected by the hydrogenation) but the local magnetization is strong (in the order of hundreds of kA/m). By the choice of pressure and duration of treatment in a hydrogen atmosphere, it is possible to change the magnetic characteristics of the sample.Fil: Vázquez Robaina, Odin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Cabrera, Alejandra Fabiana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Fundora Cruz, Abel. Universidad de La Habana. Instituto de Ciencia y Tecnología de Materiales; CubaFil: RodrÍguez Torres, Claudia Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentin

Penetration and trapping of the magnetic flux in planar defects of Bi 1.65 Pb 0.35 Sr2 Ca2+x Cu3+x O y superconductors

We have compared the dependence of the critical current density on maximum applied magnetic field, Jc(0, Ham), performed in pellets with the derivative of magnetization versus applied magnetic field, dM(Ha)dHa, of the corresponding powder samples of Bi1.65Pb0.35Sr2Ca2+xCu3+xOysamples; x = 0.2 and 0.5. In both cases the measurements were performed at 77 K. We have focused in the applied magnetic field range in which the magnetization as a function of applied magnetic field, M(Ha), is quasi-linear. The comparison reveals that the penetration of the magnetic flux within powder particles is closely related to the trapped flux observed by means of the Jc(0, Ham) dependence in pellet samples. The combined results are well explained within the framework of the three-level superconducting model. The results also suggest that the magnetic flux, for applied magnetic fields Ha ranged from ∼30 to ∼80 Oe, first penetrates the intragranular planar defects, as stacking faults and/or colonies of low angle boundaries, while the magnetic flux penetration in regions free of defects is observed for higher values of Ha. As a correlative result, we have observed a decrease of the superconducting critical temperature of the crystallites TC with increasing x, which may be related with an increase of the number of stacking faults of the material.Fil: Hernández-Wolpez, M.. Universidad de Camagüey; CubaFil: Cruz García, A.. Universidad de Oriente; CubaFil: Vázquez Robaina, Odin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de La Habana; CubaFil: Jardim, R. F.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Muné, P.. Universidad de Oriente; Cub

Microstructural and electrical transport properties of uniaxially pressed Bi 1.65Pb 0.35Sr 2Ca 2.5Cu 3.5O 10 + δ ceramic superconductors

We have studied the effect of the pelletization pressure on microstructural and electrical transport properties of superconducting ceramics with starting composition given by the formula Bi 1.65Pb 0.35Sr 2Ca 2.5Cu 3.5O 10 + δ. The experimental data of electrical measurements was processed in order to obtain the weak-link resistivity, the orientation probability of the grains’ a-axes along a certain preferential direction, the slope of the linear part in the temperature dependence of the ab-planes resistivity, and the intrinsic effective anisotropy of the grains, of each sample. In contrast with the behaviour of Bi 1.65Pb 0.35Sr 2Ca 2Cu 3O 10 + δ ceramics, the Ca, Cu enriched samples exhibit a reduction of their effective anisotropy at sample level and weak links resistivity with increasing compacting pressures. In addition, a compacting pressure of around 488 MPa may affect considerably the electrical and structural parameters of the material. The results suggest that a combined effect of the pelletization pressure and the doping with Ca and Cu can be used to improve the electrical transport properties of these materials for technological applications.Fil: A. Cruz-García. Departamento de Física, Universidad de Oriente, Cuba.; CubaFil: J. R. Fernández-Gamboa. Departamento de Física, Universidad de Oriente, Cuba.; CubaFil: E. Altshuler. Universidad de la Habana. Facultad de Física; CubaFil: R. F. Jardim. Depto de Física Dos Mat. Mec, Univ. Sao Paulo, Brasil; BrasilFil: O. Vazquez-Robaina.Fil: P. Muné. Departamento de Física, Universidad de Oriente, Cuba.; Cub

Does the pelletization pressure modify the effective anisotropy of the grains in (Bi,Pb)2223 bulk system?

In this paper we present a new method to determine separately inter and intragranular magnitudes of polycrystalline superconducting materials, such as: intrinsic effective anisotropy, t= ρc/ ρa b, the slope of the linear part in the temperature dependence of the ab-planes resistivity, Aa b= Δ ρa b/ Δ T, the weak links resistivity, ρw l, and the orientation probability of the grains’ a-axes along a certain preferential direction, γx a. Here, ρa b, ρc and T are the main values of the resistivitity tensor and the measurement temperature, respectively. The application of the method, illustrated by two (Bi,Pb)2223 polycrystalline samples, allows comparing the parameters obtained for the grains with those reported in single crystals. Moreover, we have demonstrated that different compacting pressures in the fabrication of the pellets change not only the inter, but also the intragranular properties of the ceramics. The method could be used to follow the different steps during the synthesis of polycrystalline high Tc superconductors in order to optimise the process.Fil: Cruz-García, A.. Universidad de Oriente; CubaFil: Altshuler, E.. Universidad de La Habana; CubaFil: Fernández Gamboa, J. R.. Universidad de Oriente; CubaFil: Jardim, R.F.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Vázquez Robaina, Odin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de La Habana; CubaFil: Muné, P.. Universidad de Oriente; Cub

Flux-flow Abrikosov-Josephson vortices in bi - 2223 superconducting ceramics

Se reporta un método para caracterizar el transporte eléctrico a través defectos intragranulares en dos direcciones principales de una muestra superconductora. Los datos experimentales fundamentales, las curvas de I − V, se tomaron en muestras de Bi-2223 a una temperatura de 90 K y campos magnéticos bajos(Ha < 39.8 kA/m), y se analizaron usando un modelo de "flux flow" propuesto por A. Gurevich [4]. El modelo permite determinar el primero y segundo campos críticos de las uniones Josephson largas debido a la presencia de defectos planares dentro de los granos. De los resultados obtenidos se aprecia cierta anisotropía en cuanto a las propiedades de transporte eléctrico y un aumento de los campos críticos asociados a las corrientes que pasan por los defectos planares para presiones de compactación crecientes.Fil: Fernández Gamboa, J. R.. Universidad de Oriente; CubaFil: Cruz García, A.. Universidad de Oriente; CubaFil: Muné, P.. Universidad de Oriente; CubaFil: Altshuler, Ernesto. Universidad de la Habana. Facultad de Física; CubaFil: Vázquez Robaina, Odin. Universidad de la Habana. Facultad de Física; Cuba. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Jardim, R. F.. Universidade de Sao Paulo; Brasi

Electrical effective parameters of the grains and the Montgomery's method in Bi 1.65Pb 0.35Sr 2Ca 2.5Cu 3.5O y ceramics

In this paper we have applied the Montgomery's measurement method to Bi 1.65Pb 0.35Sr 2Ca 2.5Cu 3.5O y ceramic samples, to study the behavior of the grains? electrical effective parameters, such as: intrinsic effective anisotropy, t= ρc/ ρa b, the slope of the linear part in the temperature dependence of the ab-planes resistivity, Aa b= Δρa b/ ΔT, the weak links resistivity, ρw l, and the orientation probability of the grains? a-axes along a certain preferential direction, γx a. Here, ρa b, ρc and T are the main values of the resistivitity tensor and the measurement temperature, respectively. The samples were pressed uniaxially at three different compacting pressures and extracted from the pellets by cutting an slab along the cylinder axis. Samples cut in this way, exhibit almost an isotropic behavior in the transport properties. Moreover, the sample extracted from the pellet compacted at 488 MPa exhibits the best inter and intragranular properties. The effective intrinsic anisotropy of its grains has the lowest value in the sample set. These results can be used in the fabrication of this superconducting material for certain applications.Fil: Cruz García, A.. Universidad de Oriente; CubaFil: Fernández Gamboa, J. R.. Universidad de Oriente; CubaFil: Altshuler, E.. Universidad de La Habana; CubaFil: Jardim, R. F.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Vázquez Robaina, Odin. Universidad de La Habana; Cuba. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Muné, P.. Universidad de Oriente; Cub

Room-Temperature Ferromagnetism Induced by High-Pressure Hydrogenation of ZnO

In this work, we report direct evidence of ferromagnetism in hydrogenated ZnO sub-micrometric powders. Hydrogen (H2) was incorporated under a high-pressure heat treatment in a sealed reactor. Ferromagnetism at room temperature can be activated and deactivated by annealing in H2 and air atmospheres, respectively. Hydrogen incorporation in ZnO structure was observed from X-ray absorption near-edge structure spectra where hydrogen acts as a shallow donor transferring electrons to the conduction band (Zn 4s). The Raman measurements evidence clear distortions in chemical environments of Zn atoms associated with defect formation. Our results suggest that magnetism is a superficial phenomenon probably related to the surface bonding of hydrogen to Zn (or O) on polar ZnO surfaces.Fil: Vázquez Robaina, Odin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina. Universidad de La Habana; CubaFil: Cabrera, Alejandra Fabiana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Meyer, Marcos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Romano, Rosana Mariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Química Inorgánica "Dr. Pedro J. Aymonino". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Química Inorgánica "Dr. Pedro J. Aymonino"; ArgentinaFil: Fundora Cruz, Abel. Universidad de La Habana; CubaFil: RodrÍguez Torres, Claudia Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentin

Preparation and characterization of nanostructured titanium nitride thin films at room temperature

Nanostructured TiN thin films were grown by reactive magnetron sputtering deposition on Si (100) substrate at room temperature. The nanostructured TiN thin films were characterized by X-ray Diffraction (XRD), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Scanning Electron Microscopy (SEM), Scanning Tunneling Microscopy (STM), Atomic Force Microscopy (AFM), resistivity and hydrophobicity tests. The nanostructured TiN thin films had an average grain size 4.6 nm, an average roughness of 1.3 nm, a preferential orientation in the [111] direction and also they showed hydrophobicity Type I.Fil: Solis Pomar, F.. Universidad Autónoma de Nuevo León; MéxicoFil: Nápoles, O.. Universidad de La Habana; CubaFil: Vázquez Robaina, Odin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de La Habana; CubaFil: Gutierrez Lazos, C.. Universidad Autónoma de Nuevo León; MéxicoFil: Fundora, A.. Universidad de La Habana; CubaFil: Colin, Angel. Universidad Autónoma de Nuevo León; MéxicoFil: Pérez Tijerina, E.. Universidad Autónoma de Nuevo León; MéxicoFil: Melendrez, M. F.. Universidad de Concepción; Chil