Bariloche Atomic Centre
Repositorio Institucional del Centro Atomico Bariloche y el Instituto BalseiroNot a member yet
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Cálculo dosimétrico de haces de conos de radiocirugía con método Monte Carlo
Get PDFLos campos pequeños de radiocirugía fomentan la utilización de sistemas de cálculos reduntantes e independientes para complementar las mediciones experimentales.
Actualmente, el código EGSnrc para simulaciones Monte Carlo resulta el gold standard internacional en radioterapia.
En el presente trabajó se utilizaron los códigos BEAMnrc y DOSXYZnrc, derivados de EGSnrc, para modelar en su totalidad el acelerador Elekta Synergy Platform de INTECNUS, junto con los conos de radiocirugía que posee la institución.
Utilizando mediciones experimentales de referencia, realizadas con cámaras tipo pin point CC01 y el diodo estereotactico Razor DD de Iba Dosimetry, se derivó una energía efectiva del haz de electrones del acelerador de 6.5 MeV, para la cual se encontró un solapamiento satisfactorio entre las mediciones de referencia y las simulaciones, tanto para campos abiertos como para todos los conos bajo estudio.
Se confeccionó también un sistema de cálculo de dosis independiente basado en el modelo del acelerador realizado. El mismo se basa en un conjunto de códigos que permiten generar los inputs necesarios para simular tratamientos clínicos a partir de información contenida en archivos DICOM. El tratamiento contempla la generación de fantomas antropomorcos en DOSXYnrc, y el movimiento sincronizado del colimador secundario, el MLC y el acelerador alrededor del fantoma/paciente. Se obtiene luego de simular la distribución de dosis normalizada sobre el fantoma generado
Diseño de un protocolo de administración y dosimetría de ¹³¹I en pacientes con cáncer de tiroides
Get PDFEste trabajo propone implementar en el servicio de Tiroides de FUESMEN un protocolo de dosimetría pre terapéutico basado en las recomendaciones de la Asociación Europea de Medicina Nuclear. Además, se plantea caracterizar el sistema SPECT/CT Siemens Symbia Intevo Excel para realizar cuantización y de esa manera evaluar la dosis absorbida por lesiones y órganos de interés luego de una aplicación de ¹³¹I con fines terapéuticos.
En el capítulo 1, Introducción, se presentan datos sobre la incidencia del cáncer diferenciado de tiroides en Argentina y el estado del arte de los protocolos de dosimetría.
En el capítulo 2, Aspectos Generales, se desarrollan brevemente las nociones de cáncer de tiroides, su tratamiento con 131I y las características de este radiofármaco. Se exponen los conceptos básicos para comprender el calculo dosimétrico empleando
el formalismo MIRD. En este formalismo se basa el protocolo de dosimetría pre terapéutico que se necesita implementar en FUESMEN. El capítulo finaliza con una descripción del proceso de cuantificación y de los factores a determinar en un sistema SPECT/CT.
En el capítulo 3, Materiales y Métodos, se exponen las características de los detectores, fantomas y software empleados para realizar este trabajo. Se presentan los protocolos para la adquisición y procesamiento de imágenes, el procedimiento para calibrar el sistema SPECT/CT para cuantificación, el protocolo de extracción y determinación de concentración de actividad en sangre, la determinación de los datos
necesarios para aplicar el formalismo MIRD, el protocolo para definir la máxima actividad segura que puede administrarse a un paciente y los cálculos independientes que se implementaron para verificar el proceso dosimétrico.
En el capítulo 4, Resultados, se exponen los logros obtenidos en el Servicio de Tiroides de FUESMEN con los protocolos propuestos en este trabajo.
En el capítulo 5, se presentan las conclusiones obtenidas a lo largo del trabajo junto a propuestas que permitan dar continuidad al proyecto
Estudio del comportamiento rotodinámico e identificación de falla incipiente en turbomáquinas de centrales nucleares
Get PDFLa presente tesis se centra en el problema de desbalanceo mecánico de máquinas con partes rotantes, en cómo identificarlo y diferenciarlo de otras fuentes de vibración y en las estrategias empleadas para corregirlo. El desbalanceo constituye una de las fuentes de vibración más comunes en maquinaria de este tipo y resulta en una disminución de la eficiencia de los procesos involucrados, así como la aparición de fallas. Por otro lado, en máquinas de gran porte, corregirlo a menudo implica procedimientos extensos que devienen en pérdidas de producción. Ello plantea la necesidad de metodologías y herramientas que reduzcan el tiempo de parada necesario.
En primer lugar, se realizó un análisis dinámico de un rotor desbalanceado y se planteó un modelo matemático discreto que permitiera realizar diversas simulaciones numéricas y analizar su comportamiento vibratorio. En segundo lugar, se generó un modelo de mayor complejidad mediante simulación multicuerpo y se implementó un enfoque de parámetros concentrados para representar la flexibilidad del eje del rotor y analizar su influencia sobre la respuesta en frecuencia del sistema. Luego se creó un algoritmo de balanceo basado en coeficientes de influencia y se utilizó en conjunto con el modelo multicuerpo para calcular las posiciones y magnitudes de las masas de corrección en distintas condiciones de desbalanceo en múltiples planos. Finalmente, se diseñó y construyó un dispositivo de pruebas rotodinámicas con el fin de evaluar la capacidad de este método para producir soluciones de balanceo satisfactorias. Se encontró que, con una adecuada representación de la geometría del sistema y de las fuerzas que actúan sobre el mismo, es posible determinar rápidamente la posición y magnitud de masas de corrección a partir de las señales vibratorias en cojinetes del rotor. También se mostró que en máquinas de eje flexible, compuestas por varios rotores acoplados, la magnitud vibratoria puede no ser indicativa de cuál de ellos se encuentra más desbalanceado. No obstante, este método permite identificarlo y corregirlo con relativa facilidad, evitando aumentos innecesarios en el tiempo de parada por mantenimiento
Estudio y caracterización de un biorreactor de levantamiento por aire para su utilización en hidrometalurgia del litio
Get PDFEn el presente trabajo se estudia y caracteriza un biorreactor de levantamiento por aire (airlift reactor o ALR) para la producción de ácido sulfúrico biogenerado que se usará en la lixiviación de baterías usadas de Litio.
Existen diferentes métodos de obtención de Litio a partir de fuentes como: salares, minerales y baterías agotadas. La importancia de este metal y sus aplicaciones son muchas lo que hace que su demanda vaya creciendo con el desarrollo de nuevas tecnologías. Se debe mencionar que uno de estos métodos es la hidrometalurgia con ácido sulfúrico, obtenido a través de microorganismos esta es una herramienta adicional que nos brinda una opción sustentable con el medio ambiente.
Los microorganismos estudiados para este trabajo fue la bacteria Acidithiobacillus thiooxidans. Esta especie aeróbica se desarrolla en medios ácidos y es capaz de metabolizar las especies reducidas del azufre para el aumento de su biomasa y producción de energía, liberando así al medio ácido sulfúrico.
Se seleccionó un biorreactor airlift (ALR) ya que este tipo de equipos presentan bajos niveles de cizallamiento para el microorganismo. Se tomó como referencia el reactor airlift que se encuentra en la Div. Procesos Químicos e Ingenieria del CNEA. Se calcularon los parámetros hidrodinámicos del biorreactor con el fin de caracterizarlo. Se determinó el tiempo de mezclado entre 14 seg y 31,7 seg, los valores de hold-up gaseosos ε_1=0,02 y ε_2=0,04 y los valores de Kla1=20 h"-1 y Kla2=40 h"-1. Se tomaron las velocidades superficiales de gas Ug_1=0,01m/s y Ug_2=0,02m/s tomadas de la bibliografía las cuales favorecen a los fenómenos de transferencia de masa.
Se obtuvo valores de hold-up bajos que implica una mejor desgasificación en la zona superior del reactor. Los valores de Kla aumentaron con la velocidad superficial de gas, mejorando la transferencia de oxígeno al microrganismo.
En cada ciclo de operación se calcula un volumen de ácido biogenerado equivalente a 2708 ml de ácido sulfúrico con una concentración de protones de 0,1574 M. De acuerdo a las velocidades de producción de sulfatos encontradas en bibliografía, el tiempo de un ciclo de operación varía desde 11,7 horas a 6,3 días. Finalmente, con la cantidad de ácido sulfúrico biogenerado obtenido se podrá procesar 84 gramos de batería previamente tratada
Determinación teórico-experimental de la geometría del espacio de colores percibidos bajo la influencia de un entorno cromático
Get PDFLa experiencia perceptual suscitada por un estímulo no está determinada unívocamente por las propiedades físicas del estímulo, sino también por el contexto en que es percibido. En particular, el color con que un objeto es percibido depende de la cromaticidad del entorno del objeto, fenómeno conocido como inducción cromática. Esta dependencia implica que la composición espectral de un estímulo visual es insuficiente para especificar el color percibido. En esta tesis construimos un modelo para el espacio de colores que incluye en su descripción la inducción cromática, permitiendo generalizar las nociones de “color” y “distancia entre colores” a paradigmas experimentales en los que la cromaticidad del entorno es variable. Construimos la geometría del espacio de colores mediante la medición de los umbrales de discriminación, es decir, la cantidad mínima en que se debe modificar un estímulo para que un sujeto perciba una diferencia. Una hipótesis fundamental de nuestro modelo es que la inducción cromática adopta la forma más sencilla posible en esta geometría, es decir, que es isotrópica y homogénea. Para poner a prueba esta hipótesis hicimos una serie de experimentos de discriminación cromática y experimentos de matcheo asimétrico entre estímulos presentados en distintos entornos. Los experimentos mostraron evidencia de dichas simetrías, lo cual permite describir los resultados experimentales mediante una ley universal, es decir, que no depende de específicamente qué colores se comparan sino solo de su distancia perceptual. Luego, analizamos resultados experimentales previos de discriminación cromática y de matcheo asimétrico, mostrando que el modelo describe muy bien los experimentos con una cantidad mínima de parámetros ajustados. Por ultimo, estudiamos también el efecto del lenguaje y la memoria en la percepción cromática. En primer lugar, utilizamos nuestro modelo para describir un experimento previo que sostenía que los umbrales de discriminación estaban determinados por categorías lingüísticas. En el marco de nuestra teoría, los resultados descriptos en ese trabajo pueden explicarse por efectos enteramente perceptuales, por lo cual, no aportan evidencia sobre el rol del lenguaje en la discriminación cromática. En segundo lugar, realizamos experimentos que muestran que la memoria cromática está estructurada en términos de colores focales y colores frontera (atractores y repulsores, respectivamente), y describimos la variabilidad poblacional de esta estructura
Aprendizaje automático aplicado a la estimación de información demográfica a partir de imágenes satelitales
Get PDFLa demografía es un campo de vital importancia para informar a organismos de toma de decisiones.
La puesta en marcha de inversiones privadas, la formulación de políticas públicas y los presupuestos
para objetivos gubernamentales, pueden cambiar drásticamente según el número de personas en distintos
grupos demográficos. Los resultados de un análisis demográfico son cruciales, por ejemplo, para
planificar campañas de vacunación. Desde UNICEF, se busca realizar una de estas campañas en países
en desarrollo con el objetivo de aumentar calidad y expectativa de vida en sus habitantes.
Con el objetivo de colaborar en estos esfuerzos, se construyó un estimador demográfico para algunos
distritos objetivo de UNICEF en la Rep. de Chad que utiliza la técnica bottom up. El estimador emplea
información satelital y microcensos para estimar el número de personas en subpoblaciones objetivo
usando técnicas estadísticas y de aprendizaje automático. Esa técnica permite tener una estimación
de la población de un distrito a una fracción del costo y de la complejidad logística de un censo
nacional. Se utilizaron los datos de la condición y el número de habitantes de una vivienda para
realizar la estimación de los tamaños de subpoblaciones. La importancia de estas variables en el
trabajo motivaron un estudio más profundo de sus propiedades. Con esto en mente, se implementó
un modelo basado en agentes con recursos finitos que consideraba a las viviendas como el recurso
limitante, el modelo pretende capturar aspectos de la dinámica de poblaciones humanas.
El modelo de agentes de este trabajo presenta oscilaciones en el número de habitantes y puede
simular la extinción de una población. Está diseñado además para obtener a cada instante pirámides
poblacionales y distribuciones de tamaño de vivienda, las cuales replican cualitativamente en forma
y dinámica las observadas en las poblaciones de algunos países. En particular, las simulaciones con
oscilaciones parecen replicar etapas del modelo demográfico de transición. Se encontró además que el
modelo es similar en comportamiento y dinámica al modelo poblacional logístico con retraso. Finalmente
se observó, para un rango de parámetros, una correlación existente en poblaciones humanas
entre el tamaño de vivienda y la natalidad.
Los resultados abren nuevas líneas de investigación, tanto para refinar la estimación de subpoblaciones
a partir de datos satelitales, como para expandir la dinámica actual del modelo, agregando
parámetros que puedan variar en el tiempo o variando la cantidad de viviendas disponibles
Controles de calidad en nueva plataforma Halcyon
Get PDFHalcyon™ (Varian, Palo Alto, CA) es un acelerador lineal (AL) de última generación,
que incorpora nuevas tecnologías en su diseño de colimación y gantry, cuenta con una
única energíaa de fotones de 6 MV sin ltro aplanador FFF (Flattening Filter Free).
Es un equipo diseñado exclusivamente para tratamientos guiados por imágenes IGRT
( Image Guided Radiotherapy), mediante la obtención diaria de imágenes portales de
megavoltaje MV-MV o tomográcas de CBCT-MV en las modalidades de baja dosis o
alta calidad, haciendo uso del EPID (Electronic Portal Imaging Device).
El objetivo de este trabajo es implementar un programa de Garantía de Calidad
(GC) en Halcyon, tomando como referencia protocolos internacionales como el AAPM
[TG-142], OIEA [TECDOC-1151], entre otros, y mediante el desarrollo de software
programados en Python crear herramientas que simpliquen el análisis de algunas de las
pruebas de Control de Calidad (CC) relacionadas con aspectos mecánicos, disimétricos
y de calidad de imagen.
Respecto al rendimiento del equipo se observó que las pruebas de CC relacionadas
a aspectos mecánicos y geométricos cumplen ampliamente los criterios de aceptación,
evaluadas mediante las pruebas de star shoot, Winston Lutz y picket fence. Las pruebas
de CC relacionadas a aspectos dosimétricos como PDD, perles y factores de campo se
encuentran dentro de las tolerancias establecidas. El desarrollo de una herramienta en
programación creada en Python, mostró tener sensibilidad submilimétrica para detectar
cambios en el movimiento de las láminas, la cual puede ser implementada en la clínica,
para detectar cambios en la exactitud del posicionamiento de las láminas.
Las pruebas de CC implementadas, con relación a la calidad de las imágenes del
EPID, se utilizaron para establecer valores de referencia. La dosimetría para la adquisici
ón de las imágenes de posicionamiento diario, sugiere que es necesario un análisis
más profundo sobre las implicancias relacionadas con el aporte de dosis en los órganos
de riesgo, especialmente en la modalidad de alta calidad.
Pruebas end to end llevadas a cabo con diferentes cámaras de ionización y películas
EBT3 en fantoma antropomórfico, en las modalidades de IMRT y VMAT, muestran
resultados que se encuentran dentro de los valores de referencia establecidos en el
protocolo de la AAPM [TG-119]. Por otro lado, pruebas end to end realizadas con
la modalidad RTC3D, y que son propuestas en el protocolo del IAEA [TECDOCxv
1583], cumplen con las tolerancias establecidas, en la mayoría de los puntos analizados.
Se observó que los puntos medidos que superan las tolerancias, están relacionados
con incidencias de campos laterales, con irradiación parcial del fantoma, o donde la
trayectoria del haz atraviesa heterogeneidades como pulmón con una sobrestimación
de la dosis mayor al 3 %. Los puntos analizados en seno de pulmón por el contrario
muestran una subestimación de la dosis.
Se analizó la sensibilidad del EPID para realizar dosimetría en vivo, a través de
evaluaciones de índice gamma, tomando como referencia la
fluencia de los diferentes
campos el primer día de tratamiento, los resultados muestran poder detectar cambios
anatómicos, errores de posicionamiento y variaciones en los dispositivos de inmovilizaci
ón en tecnicas de RTC3D e IMRT.
Halcyon incorpora un módulo de controles de calidad MPC (Machine Performance
Check), el cual debe ser ejecutado diariamente antes de comenzar los tratamientos, se
avaluó la sensibilidad de detección ante variaciones en el rendimiento y uniformidad del
haz, como así también ante desplazamientos milimétricos del fantoma en las direcciones
longitudinal, lateral, transversal y de rotación. Los resultados muestran una sensibilidad
sub milimétrica para detectar cambios en la posición del fantoma
Desarrollo y aplicaciones de detectores de radiación basados en sensores de imagen CMOS comerciales
Get PDFEn el marco del presente trabajo de tesis doctoral se desarrollaron, implementaron
y evaluaron diferentes aplicaciones de detección de radiación ionizante basadas en
sensores de imagen comerciales fabricados con procesos CMOS (Complementary
Metal-Oxide-Semiconductor). Estos sensores están diseñados para la detección de luz
visible y son ampliamente utilizados en dispositivos de electrónica de consumo masivo
|como teléfonos celulares, computadoras, cámaras fotográficas, etc.| por lo que
poseen un bajo costo y se pueden conseguir muy fácilmente en el mercado.
En primer lugar se presenta el desarrollo, implementación y caracterización de un
método para la detección de neutrones térmicos basado en sensores de imagen CMOS
cubiertos con capas de conversión que contienen oxido de gadolinio. Se demuestra
experimentalmente la factibilidad del método de detección y se evalúa el desempeño
de sensores cubiertos con capas de conversión de diferentes espesores. Se obtuvo una
eficiencia de detección intrínseca de 11.3% con una capa de conversión de un espesor de
11.6 µm, dicha eficiencia puede ser mejorada utilizando capas de conversión de mayor
espesor. Se verifico experimentalmente que la eficiencia de detección es independiente
de la intensidad del
flujo de neutrones térmicos incidente, lo cual se confirmo utilizando
capas de conversión de diferentes espesores. Los detectores de neutrones desarrollados
en el marco de este trabajo, podrán ser especialmente útiles para la caracterización
de haces de neutrones, la dosimetría de neutrones y pueden ser aplicados en diferentes
técnicas experimentales como: neurografía, SANS, reflectrometría de neutrones, entre
otras.
En segundo lugar, se presenta un método para la detección de neutrones con alta
resolución espacial basado en sensores de imagen CMOS comerciales cubiertos con
nanopartículas de
fluoruro de gadolinio-sodio (NaGdF_4). Se presenta el procedimiento
de síntesis y la caracterización de las nanopartículas de NaGdF_4 como as también
el método empleado para realizar la deposición de las capas de conversión sobre la
superficie de los sensores. Por otra parte, se desarrollo una técnica para la fabricación
de patrones de calibración realizados con materiales absorbentes de neutrones, estos
patrones fueron diseñados para evaluar la resolución espacial de la técnica de
detección de neutrones implementada. Estudiando las neutrografías adquiridas en los
experimentos realizados se pudo concluir que una cota superior para la resolución
espacial del método desarrollado es (15±6) m, lo que lo hace comparable a los mejores
detectores de neutrones sensibles a posición empleados en la actualidad.
En tercer lugar, se presenta un método para la obtención de neutrografías con
sensores de imagen CMOS mediante la activación de placas de transferencia de indio.
Este método se utiliza para la adquisición de imágenes neutrográficas en haces mixtos
con una componente gamma importante y también puede ser utilizado para analizar
muestras con altos niveles de actividad que, por lo general, se encuentran dentro de
piletas de reactores nucleares. En este trabajo se presenta la primera prueba de concepto
de una técnica para obtener neutrografías multiespectrales aprovechando la resonancia
de absorción neutrónica del In en el rango epitérmico y la alta sección eficaz de este
material para el rango térmico.
Por último, se presenta un nuevo método para la realización de espectroscopía de
rayos X de hasta 17.7 keV con sensores de imagen CMOS comerciales. Se obtienen
los espectros de energía registrando la señal producida por los pares electrón-hueco
generados por los rayos X que interactúan con los píxeles del sensor. Se presentan los
espectros obtenidos exponiendo al sensor a diferentes líneas de rayos X y se compara
el desempeño de los sensores de imagen con el de un Silicon Drift Detector. Además,
se presentan la configuración óptima del sensor para la obtención de los espectros, los
algoritmos para la detección de los eventos y el cálculo de la eficiencia de detección
del método propuesto. La alta velocidad de lectura de los sensores de imagen CMOS
permite realizar mediciones a temperatura ambiente, lo que simplifica su utilización en
sistemas portátiles o de bajo costo, esto representa una ventaja con respecto a otros
detectores híbridos pixelados y a los Silicon Drift Detectors comúnmente utilizados
para esta aplicación
Hipertermia de fluido magnético en nanopartículas de ferritas de zinc y manganeso : el mecanismo de relajación dominante
Get PDFEl resumen se encuentra como un archivo pdf
Estudio de las propiedades estructurales, magnéticas y de transporte en multicapas multiferroicas. Influencia de las tensiones y del desorden estructural.
Get PDFEn los últimos años se han estudiado variados fenómenos y propiedades físicas de
muestras en base a óxidos multiferroicos. Sin embargo, aún no se comprenden completamente
cómo afectan las propiedades estructurales a los fenómenos físicos intrínsecos
de estos sistemas y su potencial interés desde el punto de vista de la ciencia básica
y su posible aplicación en tecnología. En el presente trabajo se realiza una investigación
de la optimización y estudio de la calidad de las muestras de tipo “multiferroicos
compuestos artificiales” en base a óxidos de manganeso y perovskitas ferroeléctricas,
para posteriormente relacionar las características de las muestra con sus propiedades
magnéticas y de transporte. El objetivo fundamental de la tesis es estudiar la correlación
entre las propiedades estructurales y las propiedades magnéticas y de transporte
en las superredes multiferroicas basadas en óxidos de manganeso. Esta correlación se
da principalmente en las interfases, donde las características estructurales, tales como
las tensiones biaxiales, el desorden y defectos estructurales afectan a las propiedades
magnéticas y de transporte. Para este efecto, se diseñaron y fabricaron dos series
de multicapas de distinto espaciador ferroeléctrico (FE), Ba_0;25Sr_0;75TiO_3 (BSTO) y
BaTiO_3 (BTO), eligiendo los compuestos de forma tal que los parámetros de red de los
mismos fuesen similares o significativamente diferentes de la manganita ferromagnética
(FM), La_0;8Ba_0;2MnO_3 (LBMO), respectivamente. Se esperó de esta manera poder
controlar o modificar el modo de crecimiento y las características estructurales de cada
serie de muestras. Las muestras con BSTO mostraron un crecimiento coherente con
predominio de las tensiones biaxiales en las superredes. Por otro lado, debido a la gran
diferencia entre los parámetros de red de las superredes con BTO, las tensiones biaxiales
relajan mediante defectos estructurales en las interfases, induciendo un predominio
de los mismos en las propiedades físicas de las muestras.
En la primera parte de la tesis se presenta una caracterización estructural de las
muestras que permitió evaluar la calidad y propiedades de las superredes variando el
espesor de capa individual. Para esto se utilizaron técnicas de reflectometría (RRX),
topografía en microscopio de fuerza atómica (AFM), microscopio de fuerza atómica
conductora (CAFM), de difracción de rayos X (DRX) y de microscopía electrónica de
barrido y transmisión (SEM y TEM). Las técnicas no destructivas sobre las muestras
(RRX, AFM y DRX) permitieron estudiar espesores, calidad topográfica y la cohei
rencia cristalográfica de las muestras. Las muestras, en general, crecen con una alta
calidad y texturadas en la dirección cristalina impuesta por el sustrato. Sin embargo,
se halló que sistemáticamente las superredes basadas en BTO contenían una mayor
presencia de defectos y desórdenes estructurales respecto a las superredes basadas en
BSTO, como consecuencia de mecanismos de relajación de la energía elástica acumulada
en los sistemas de BTO. Para estudiar la influencia del proceso de oxigenación
en la calidad de las superredes se estudió, mediante CAFM, la conducción a través de
capas ultra-delgadas de BSTO, determinando que la calidad dieléctrica del material
es fuertemente dependiente de la oxigenación. Las vacancias de oxígeno empobrecen
las características aislantes de los materiales. Se presentó un modelo fenomenológico
para estudiar estos efectos y se estudió la conductividad de las muestras para distintos
espesores de capa de BSTO. Finalmente, las muestras fueron estudiadas química y
morfológicamente mediante las técnicas de microscopía electrónica, encontrándose morfología
capa por capa, presentando una clara distinción entre capas para compuestos
ferromagnéticos y ferroeléctricos, más allá de la interdifusión, defectos y rugosidades
localizadas mayoritariamente en las interfases.
En la segunda parte de la tesis se investigaron las propiedades magnéticas y de
transporte de las multicapas y se relacionaron con las características estructurales de
las mismas. Esto se llevó a cabo utilizando un magnetómetro SQUID y equipos de
transporte eléctrico, en ambos casos con la posibilidad de variar temperatura y campo
magnético. Para el estudio de las propiedades magnéticas se realizaron barridos de
temperatura y en función de campo, y posteriormente se relacionaron con el efecto
de las tensiones y desorden deducidos a partir de las propiedades estructurales. Se
observó que las propiedades magnéticas dependen en mayor medida de las tensiones
biaxiales inducidas por la diferencia entre los parámetros de red de los compuestos y
el sustrato que de los defectos estructurales como dislocaciones o vacancias. Análogamente
para las propiedades de transporte se realizaron barridos de temperatura y de
campo, obteniéndose curvas de resistividad y magnetorresistencia. Se halló que para el
transporte de estos sistemas, tanto las tensiones como el desorden estructural, afectan
significativamente las propiedades resistivas de los sistemas, de manera consistente con
los resultados obtenidos para el análisis de las propiedades magnéticas. De acuerdo a lo
esperado, se observa que las tensiones biaxiales son dominantes en las superredes con
BSTO y los defectos son dominantes en superredes con BTO. La menor relevancia de
los defectos en las propiedades magnéticas respecto a las de transporte se adjudicó a que
el primero corresponde a un fenómeno colectivo determinado por efectos volumétricos,
mientras que el segundo es mucho más sensible a las interacciones individuales en cada
región de las capas magnéticas. Adicionalmente se estudió el efecto de la localización
de los portadores de carga según las características de las muestras, encontrándose que
en las muestras de espesores magnéticos pequeños y muestras con alta influencia del
desorden, los portadores de carga se encuentran más localizados. A bajas temperaturas
la energía para deslocalizar a los portadores de carga disminuía al menos en un orden
de magnitud, respecto al régimen de altas temperaturas, debido a que en este rango
de temperaturas suelen ocurrir saltos de los portadores de carga entre volúmenes de
localización. Finalmente se correlacionaron las características magnetorresistivas con
el desorden de los sistemas. Los sistemas altamente desordenados terminaban en comportamientos
con altos valores de magnetorresistencia a muy bajas temperaturas. Esto
ocurriría porque el sistema no logra ordenarse completamente con la reducción de la
energía térmica y mantiene una alta capacidad de ordenamiento bajo la influencia de
un campo magnético externo.
El diseño de superredes artificiales basadas en óxidos de manganeso permitió correlacionar
las propiedades estructurales, magnéticas y de transporte de manera más
controlada. La selección de los compuestos con diferencias características en su parámetro
de red permitió la fabricación de muestras con diferentes modos de crecimiento
y discriminar la influencia de las tensiones y los defectos estructurales en las propiedades
magnéticas y de transporte en los sistemas multicapa. Los resultados obtenidos
son interesantes para comprender mejor la física de estos sistemas así como su posible
aplicación en el desarrollo de nuevos dispositivos tecnológicos