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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2804| Estudio por primeros-principios de la superficie de cromo (001) inducida con nitrógeno First-principles study of nitrogen-induced reconstructions on the Cr(001) surface | |
| MIGUEL EMILIANO VENTURA MACIAS | |
| NOBORU TAKEUCHI TAN | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| primeros-principios, superficie, cromo, adsorción, reconstrucción first-principles, surface, Chromium, adsorption, reconstruction | |
| El Cromo es un material esencial en distintos dispositivos espintrónicos gracias a sus propiedades magnéticas. La síntesis de Cromo es complicada ya que su superficie es muy reactiva y diversos átomos contaminantes se adsorben a esta. Introduciendo selectivamente un átomo contaminante, como el Nitrógeno, se puede estabilizar la superficie de Cromo. Sin embargo, el Nitrógeno puede cambiar las propiedades electrónicas y magnéticas del Cromo, las cuales son vitales para los dispositivos espintrónicos. Por ello es necesario describir la adsorción de Nitrógeno en la superficie de Cromo, y después sus propiedades electrónicas y magnéticas. La adsorción de Nitrógeno se describe a través de sus reconstrucciones de la superficie de Cromo, la cual se determinó utilizando simulaciones de primeros-principios y con apoyo de imágenes experimentales de una superficie de Cromo con Nitrógeno adsorbido. Con la información de las simulaciones se realizó un análisis termodinámico para determinar la estabilidad de los modelos de reconstrucción en diversas condiciones de síntesis. De los cuatro modelos estables, dos de ellos ya han sido descritos experimentalmente, mientras que los otros dos requirieron de un análisis teórico-experimental. Para este análisis se simularon imágenes teóricas de microscopía de efecto túnel y se compararon con imágenes experimentales de la misma. Con esta comparación se determinó la existencia experimental de ambos modelos, el primero tiene Nitrógenos adsorbidos en los sitios hueco de la superficie con una configuración espacial c(2x2), y el segundo tiene Nitrógenos substituyendo a Cromos en la superficie también en una configuración c(2x2). Así mismo, se determinaron las propiedades electrónicas y magnéticas de ambos modelos, confirmando que se mantienen las características particulares de la superficie de Cromo limpia. Debido a esto, ambos modelos de reconstrucción pueden ser considerados en el desarrollo de dispositivos espintrónicos. Finalmente, en el presente trabajo y por primera vez, se propuso y comprobó experimentalmente el modelo de Nitrógenos substituyendo Cromos. Chromium is an essential material for various spintronic devices due to its magnetic properties. Nevertheless, Chromium synthesis is complicated because its surface is highly reactive, allowing different contaminating atoms to adsorb on it. Selectively introducing a contaminant like Nitrogen, may stabilize enough the surface to make it useful for other devices. The main drawback is that adsorbed Nitrogen changes the electronic and magnetic properties of the Chromium surface; so, describing the adsorption and properties of adsorbed nitrogen is necessary. Nitrogen adsorption is defined by its reconstructions on the Chromium surface, which was described with first-principles calculations and with the help of experimental scanning tunneling microscopy images. A thermodynamic analysis was performed using the information of the calculations, which allowed to find the most stable reconstruction models for different growth conditions. From the four stable models, two were already described experimentally, while the other two required further theoretical-experimental analysis. For this analysis, theoretical scanning tunneling images were simulated and compared to experimental ones. The experimental existence of both models was confirmed with the comparison of this evidence. The first model has Nitrogen adsorbed on the Chromium surface’s hollow-sites in a c(2x2) configuration. The second model has Nitrogen substituting surface Chromium atoms, also in a c(2x2) configuration. The electronic and magnetic properties of both models confirmed that they preserve the main characteristics of the clean Chromium surface. Thus, both reconstruction models can be considered to make spintronic devices. Lastly, in this work and for the first time, the model with substituting Nitrogen was proposed and confirmed experimentally. | |
| CICESE | |
| 2019 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Ventura Macías, M.E. 2019. Estudio por primeros-principios de la superficie de cromo (001) inducida con nitrógeno. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 48 pp. | |
| SUPERFICIES | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Nanociencias |
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| tesis_Miguel_Emiliano_Ventura_Macias_20_junio_2019.pdf | Versión completa de la tesis | 2.48 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |