Magnetismo en heteroestructuras de materiales 2D exfoliados en fase líquida
Los materiales bidimensionales han sido ampliamente estudiados en las ultimas décadas debido a sus notables propiedades y su gran impacto en el área científica, permitiendo innovar en la industria de almacenamiento de energía, nanodispositivos, entre otros. Como consecuencia, ha surgido la creación...
- Autores:
-
Sáenz Rodríguez, María José
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad de los Andes
- Repositorio:
- Séneca: repositorio Uniandes
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- OAI Identifier:
- oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/74517
- Acceso en línea:
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- Palabra clave:
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Los materiales bidimensionales han sido ampliamente estudiados en las ultimas décadas debido a sus notables propiedades y su gran impacto en el área científica, permitiendo innovar en la industria de almacenamiento de energía, nanodispositivos, entre otros. Como consecuencia, ha surgido la creación de heteroestructuras compuestas por estos materiales, con el objetivo de explorar y modificar sus propiedades debido a la flexibilidad que se tiene en su fabricación, principalmente por la presencia de fuerzas Van Der Waals. En ese sentido, este proyecto de investigación estudia los comportamientos magnéticos a temperatura ambiente y bajas temperaturas de diferentes heteroestructuras formadas por materiales como grafeno, Bi2Te3, MoS2 y WS2, exfoliados en fase líquida mediante dos técnicas; exfoliación electroquímica y por intercalación. Además, se utilizan métodos como el recubrimiento por inmersión y la liofilización para la fabricación de las heteroestructuras. Los comportamientos magnéticos se miden por medio de un magnetómetro de muestra vibrante (VSM) y se estudia la respuesta magnética de cada material mediante microscopia de fuerza magnética (MFM), junto con su correspondiente caracterización utilizando técnicas como espectroscopia UV-Vis y Raman, difracción de rayos X y microscopia electrónica de barrido (SEM). El estudio muestra que la caracterización de las diferentes muestras es precisa y exitosa. Adicionalmente, en términos de propiedades magnéticas, algunas de las heteroestructuras fabricadas exponen un comportamiento ferromagnético débil y paramagnético, mientras que otra posee comportamiento diamagnético. Finalmente, se observan interacciones magnéticas atractivas y repulsivas en materiales como grafeno y Bi2Te3. Por el contrario, para los TDMs estudiados, no se encuentra una buena respuesta magnética. |
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En ese sentido, este proyecto de investigación estudia los comportamientos magnéticos a temperatura ambiente y bajas temperaturas de diferentes heteroestructuras formadas por materiales como grafeno, Bi2Te3, MoS2 y WS2, exfoliados en fase líquida mediante dos técnicas; exfoliación electroquímica y por intercalación. Además, se utilizan métodos como el recubrimiento por inmersión y la liofilización para la fabricación de las heteroestructuras. Los comportamientos magnéticos se miden por medio de un magnetómetro de muestra vibrante (VSM) y se estudia la respuesta magnética de cada material mediante microscopia de fuerza magnética (MFM), junto con su correspondiente caracterización utilizando técnicas como espectroscopia UV-Vis y Raman, difracción de rayos X y microscopia electrónica de barrido (SEM). El estudio muestra que la caracterización de las diferentes muestras es precisa y exitosa. Adicionalmente, en términos de propiedades magnéticas, algunas de las heteroestructuras fabricadas exponen un comportamiento ferromagnético débil y paramagnético, mientras que otra posee comportamiento diamagnético. Finalmente, se observan interacciones magnéticas atractivas y repulsivas en materiales como grafeno y Bi2Te3. Por el contrario, para los TDMs estudiados, no se encuentra una buena respuesta magnética.Two-dimensional materials have been widely studied in the last decades due to their remarkable properties and significant impact in the scientific area, enabling innovation in the energy storage industry, nanodevices, and more. Consequently, the creation of heterostructures composed of these materials has emerged, to explore and modify their properties due to flexibility in their fabrication, mainly due to the presence of Van Der Waals forces. As a result, this research project studies the magnetic behaviors at room temperature and low temperatures of different heterostructures formed by materials such as graphene, Bi2Te3, MoS2 y WS2, exfoliated in liquid phase using two techniques, electrochemical exfoliation, and intercalation. Additionally, dip coating and lyophilization are used to fabricate the heterostructures. The magnetic behaviors are measured using a vibrating sample magnetometer (VSM) and the magnetic response of each material is studied by magnetic force microscopy (MFM), along with their corresponding characterization by techniques such as UV-Vis and Raman spectroscopy, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy (SEM). The study shows that the characterization of the different samples is precise and successful. Additionally, in terms of magnetic properties, some of the fabricated heterostructures exhibit weak ferromagnetic and paramagnetic behavior, while other show diamagnetic behavior. Finally, attractive and repulsive interactions are observed in materials such as graphene and Bi2Te3. In contrast, the studies of TMDs do not show a strong magnetic response.PregradoNanomateriales46 páginasapplication/pdfspaUniversidad de los AndesFísicaFacultad de CienciasDepartamento de FísicaAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Magnetismo en heteroestructuras de materiales 2D exfoliados en fase líquidaMagnetism in liquid-phase exfoliated 2D material heterostructuresTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TPMagnetismoHeteroestructurasExfoliaciónGrafenoTMDsMagnetismheterostructures2D materialFísicaC. D. G. B. D. Cullity, Introduction to magnetic materials. Wiley-IEEE Press, 2 ed., 2008.D. Jiles, Introduction to Magnetism and Magnetic Materials. Taylor Francis Group, 3 ed., 2015.Y. Chen and M. Sun, “Two-dimensional ws2/mos2 heterostructures: properties and applications,” Nanoscale, vol. 13, pp. 5594–5619, 2021.V. Gómez, R. Darío, and Y. R. Hernandez, “Ferromagnetismo a temperatura ambiente en nanoestructuras: Bi2te3 y grafeno.” 5 2023.B. Shabbir, M. Nadeem, Z. Dai, M. S. Fuhrer, Q.-K. Xue, X. Wang, and Q. Bao, “Long range intrinsic ferromagnetism in two dimensional materials and dissipationless future technologies,” Applied Physics Reviews, vol. 5, p. 041105, 11 2018.D. Tarling and F. Hrouda, Magnetic Anisotropy of Rocks. Springer Netherlands, 1993.C. Ávila Bernal, “Notas de clase: Fundamentos de electrodinámica introducción a electrodinámica clásica.” Notas de clase, 2024.M. Hofmann, W.-Y. Chiang, N. Tuân, and Y.-P. Hsieh, “Controlling the properties of graphene produced by electrochemical exfoliation,” Nanotechnology, vol. 26, p. 335607, 07 2015.H. Chen, J. Zhang, D. 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