Polímeros de coordinación con transición de espínsíntesis, elaboración de películas delgadas, nano-estructuración y propiedades físicas

Resumen

En los últimos años, la demanda tecnológica en lo que se refiere a la capacidad de almacenamiento de información numérica ha aumentado de manera considerable y es, en gran medida, gracias al desarrollo de la nanociencia y la nanotecnología: el objetivo es el de almacenar la mayor cantidad posible de información en un espacio cada vez más reducido. Además, la miniaturización de otros componentes electrónicos o fotónicos, como los detectores de gas, constituye un campo en plena expansión. Los compuestos moleculares orgánicos e inorgánicos son muy prometedores de cara a dichas aplicaciones. Particularmente, los materiales biestables que presentan histéresis de alguna de sus propiedades físicas son grandes candidatos para el diseño de dispositivos de almacenamiento de información y de detección de gas a escala muy pequeña. Sin embargo, la deposición en forma de películas delgadas o la fabricación de nano-objetos, así como su integración sin alterar sus propiedades supone una etapa inevitable dentro del diseño de todo dispositivo. En este contexto, este manuscrito presenta el diseño, la síntesis y la caracterización de una nueva familia de compuestos poliméricos tridimensionales de coordinación que presentan propiedades biestables. Se trata de polímeros de coordinación con transición de espín del tipo clatrato de Hofmann. El estudio físico-químico de estos compuestos se centra, principalmente, en las variaciones de las características de la transición de espín en función de las composiciones químicas de los compuestos obtenidos a partir de los diferentes métodos de síntesis utilizados. Además, se han estudiado los cambios producidos sobre las propiedades físicas y estructurales cuando ciertas moléculas invitadas son adsorbidas en las cavidades porosas de estos materiales. Por otro lado, este trabajo de tesis muestra un método original llamado deposición secuencial o más comúnmente deposición capa-por-capapara la elaboración de películas delgadas presentando igualmente la nano-estructuración de estos materiales combinando técnicas de litografía electrónica y de ensamblaje secuencial. La modificación de las condiciones experimentales para la deposición capa-por-capa nos ha permitido controlar el crecimiento y la calidad de la superficie de las películas (rugosidad del orden de decenas de Angström). Estas películas delgadas y estos nano-objetos han sido caracterizados por diferentes técnicas ópticas (microscopía Raman, elipsometría, espectroscopía de plasmones de superficie) de análisis de superficie (AFM, microscopía de campo oscuro). La combinación de los resultados obtenidos sobre las propiedades de adsorción de estos compuestos biestables y su tratamiento como sistemas micro- y nano-estructurados abre la vía hacia perspectivas reales para fabricación de dispositivos de detector de gas.