Búsqueda de nuevos materiales termoeléctricos, dieléctricos y multiferroicos basados en óxidos mixtos y en híbridos orgánicos-inorgánicos

Abstract

[Resumen] Esta tesis doctoral tiene por objetivo el desarrollo de nuevos materiales, basados en óxidos mixtos o en híbridos orgánicos-inorgánicos, que presenten propiedades termoeléctricas, dieléctricas y magnéticas que permitan su uso en diversos dispositivos funcionales. En la primera parte describimos la preparación de los compuestos ACo2+xRu4-xO11 (A = Ba+2, Sr+2; 0=x=0.5), su estructura y sus propiedades termoeléctricas. Estos compuestos muestran valores de resistividad eléctrica en torno a los 10-5 Om, y su coeficiente Seebeck varía desde 1 µVK-1 (T = 100 K) a 20 VK-1 (T = 450 K). El compuesto BaCo2Ru4O11 presenta el mayor valor del factor de potencia a 300 K (0.20 µWK-2cm-1). En la segunda parte estudiamos la estructura y las propiedades dieléctricas y magnéticas de la familia de compuestos con fórmula [AminaH][M(HCOO)3]. De los resultados obtenidos, tenemos que destacar que describimos por primera vez la transición estructural y dieléctrica del compuesto [(CH3)2NH2][Mg(HCOO)3] (T ~ 270 K), muy próxima a temperatura ambiente, lo cual es muy interesante por sus posibles aplicaciones prácticas; profundizamos en el estudio de la relación entre la estructura y las propiedades dieléctricas y magnéticas de la familia de compuestos [(CH3)2NH2][M(HCOO)3 (M= Fe2+, Ni2+, Zn2+, Cu2+ y Cd2+); por último, preparamos por primera vez el compuesto (C3N2H5)[Mn(HCOO)3], en el que coexisten dipolos dieléctricos y magnéticos ordenados, y que por lo tanto es multiferroico.[Resumo] Esta tese doutoral ten por obxectivo o desenvolvemento de novos materiais, baseados en óxidos mixtos ou en híbridos orgánicos-inorgánicos, que presenten propiedades termoeléctricas, dieléctricas e magnéticas que permitan a súa utilización en diversos dispositivos funcionais. Na primeira parte describimos a preparación dos compostos ACo2+xRu4- xO11 (A = Ba+2, Sr+2; 0=x=0.5), a súa estrutura e as súas propiedades termoeléctricas. Estes compostos mostran valores de resistividade eléctrica en torno aos 10-5 Om, e o seu coeficiente Seebeck varía dende 1 µVK-1 (T = 100 K) ata 20 VK-1 (T = 450 K). O composto BaCo2Ru4O11 presenta o maior valor do factor de potencia a 300 K (0.20 µWK-2cm-1). Na segunda parte estudamos a estrutura e as propiedades dieléctricas e magnéticas da familia de compostos con fórmula [AminaH][M(HCOO)3]. Dos resultados obtidos temos que destacar que describimos por primeira vez a transición estrutural e dieléctrica do composto [(CH3)2NH2][Mg(HCOO)3] (T~270 K), moi próxima a temperatura ambiente, o cal é moi interesante polas súas posibles aplicacións prácticas; afondamos no estudo das propiedades dieléctricas e magnéticas da familia de compostos [(CH3)2NH2][M(HCOO)3], (M= Fe2+, Ni2+, Zn2+, Cu2+ y Cd2+); por último, preparamos o composto (C3N2H5)[Mn(HCOO)3] no que coexisten dipolos dieléctricos e magnéticos ordenados, e que polo tanto é multiferroico.[Abstract] This doctoral thesis has as objective the development of new materials, based on mixed oxides or in organic-inorganic hybrids, which show thermoelectric, dielectric and magnetic properties that allow their use in diverse functional devices. In its first part we describe the preparation of the compounds ACo2+xRu4-xO11 (A = Ba+2, Sr+2; 0=x=0.5), their structure and their thermoelectric properties. These compounds show an electrical resistivity around the 10-5 Om, and their Seebeck coefficient varies from 1 µVK-1 (T = 100 K) to 20 VK-1 (T = 450 K). The compound BaCo2Ru4O11 has the higher power factor at 300 K (0.20 µWK-2cm-1). In its second part we study the structure and the dielectric and magnetic properties of the family of compounds whose formula is [AmineH][M(HCOO)3]. We should highlight among the results obtained that we have described for the first time the structural and dielectric transition of the compound [(CH3)2NH2][Mg(HCOO)3] (T ~ 270 K), really close to room temperature, which is very interesting due to their feasible practical applications; we have deepened in the study of the relation between structure and dielectric and magnetic properties of the compounds [(CH3)2NH2][M(HCOO)3] (M= Fe2+, Ni2+, Zn2+, Cu2+ and Cd2+); finally, we have prepared for the first time the compound (C3N2H5)[Mn(HCOO)3], which shows coexistence of ordered electric and magnetic dipoles, and so it is multiferroic