Propiedades estructurales y electrónicas de las aleaciones bidimensionales de GdAg2/Ag(111) y de GdAu2/Au(111)

Resumen

El trabajo experimental, en que se fundamenta esta tesis, tiene como objetivo la caracterización de las propiedades estructurales y electrónicas de aleaciones 2-dimensionales de gadolinio con las superficies de plata y oro. Estas aleaciones forman estructuras estequiometricas con una constante de red distinta a los sustratos de soporte; Ag(111) y Au(111). A pesar de esto, su débil interacción permite la formación de una estructura continua, pero descomensurada, que resulta en una superestructura llamada patrón de Moiré. En estas superredes, la geometría de empaquetamiento de los átomos varía periódicamente y así su acoplamiento con el sustrato. Esto se refleja en un pandeo perpendicular al plano de la aleación, debido al relajamiento atómico. Con la caracterización de estas aleaciones a nanoescala se demuestra que estos efectos determinan su estructura electrónica. La aleación 2-dimensional resulta así texturizada con la periodicidad del patrón de la Moiré. Además, la constante de red atómica varia también en el plano controlando la temperatura de crecimiento, y por consiguiente su estructura electrónica. Específicamente, en la aleación de GdAg2, donde la fuerza del acoplamiento con el sustrato de soporte es más débil que en GdAu2, se demuestra una relación lineal de la densidad de estados electrónicos con la constante reticular. Asimismo, esta define la periodicidad de la superred de la aleación y de su texturización a nanoescala. Las propiedades electrónicas, definidas por el apilamiento de los átomos de las aleaciones con el sustrato de soporte, determinan también la posición preferente de adsorción de moléculas de ftalocianina. Esta posición se mantiene desde recubrimientos muy bajos, es decir, moléculas aisladas, hasta la finalización de una capa. Esto sugiere que el empaquetamiento atómico de la aleación determina también su reactividad química. Para la demostración de las propiedades locales de estas redes nanoestructuradas ha sido necesaria la adquisición y puesta en marcha (es decir, instalado y optimizado) de un microscopio de efecto túnel en ultra alto vacío a temperatura variable hasta 1 Kelvin (K), ubicado en el centro de física de materiales (UPV/EHU) de San Sebastián/Donostia. Este instrumento es fundamental en la caracterización estructural de la aleación y el simultáneo conocimiento de sus propiedades electrónicas de los estados ocupados y desocupados con una resolución espacial a nanoescala.