Estudio experimental del efecto túnel cuántico en materiales magnéticos

Resumen

Existen muy pocos ejemplos experimentales que revelen la existencia de fen]omenos cuánticos a escala macrosc]opica. Este trabajo de Tesis ha contribuido al estudio de dichos fen]omenos en diversos materiales magnéticos. Se ha implementado una instalaci]on de medida de la susceptibilidad magnética alterna por debajo de 1 K sobre un refrigerador de diluci]on comercial. Los datos de susceptibilidad han permitido establecer que el NdGa03 se ordena antiferomagnéticamente (estructura Cz) a T=1K y se han interpretado con un modelo de Ising. Hemos establecido que la susceptibilidad magnética alterna permite obtener la distribuci]on de tamaños de partícula de una muestra de partículas monodominio y distinguir entre relajaci]on clásica (activada térmicamente) y el efecto túnel de los momentos magnéticos. Hemos determinado experimentalmente con este método la distribuci]on de tamaños de una muestra de partículas de CoFe204 y de ferritina natural. En ambos casos se ha estudiado el efecto de la interacci]on sobre la relajaci]on magnética de las partículas y la contribuci]on de los espines superficiales. La susceptibilidad magnética no muestra evidencia alguna de efecto túnel en estos materiales. Nuestros datos son compatibles con la existencia de efecto túnel resonante por estados excitados en la ferritina. El acetato de Mn12 tiene un único tiempo de relajaci]on magnético que hemos determinado experimentalmente a partir de la susceptibilidad magnética. En contra de las predicciones clasicas, el tiempo de relajaci]on es mínimo a los campos en que existe degeneraci]on entre algunos niveles de espín opuesto. Estos datos muestran que existe efecto túnel entre dichos estados, activados térmicamente. Hemos elaborado una teoría que da cuenta, cuantitativamente, de los resultados en acetato de Mn12. Hemos establecido que el mecanismo de relajaci]on es incoherente, a pesar de que el efecto túnel influye decisivamente, y p