El trabajo presentado en esta publicación lo desarrollé durante los años 1997 a 2000 en el Departmento de Física Fundamental de la Universidad de Barcelona (Barcelona, España), bajo la dirección del profesor Javier Tejada Palacios.

Índice
Imagen de portada: Brújula china. La brújula más antigua conservada.

• Índice 3
  
  Agradecimientos 7
  
  Introducción general; Coherencia Cuántica 11 (16 páginas, 79kB)
  
  
  1. Efecto túnel del momento magnético 17 (70 páginas, 8.693kB)
  
  1.0. Introducción 19
  1.0.1. Temperatura de bloqueo 23
  1.0.2. Medidas zero-field-cooled (ZFC), field-cooled (FC) 26
  1.0.2.1. Método de Sappey: f(V), MTRM y MR-TRM 30
  1.0.3. Medidas de susceptibilidad a.c. 31
  
  1.1. Efecto túnel en partículas pequeñas 35
  1.1.1. Sistema: Ferritina 35
  1.1.1.1. Relajaciones d.c. en ferritina 36
  1.1.1.2. Relajaciones a.c. en ferritina 39
  
  1.2. Efecto túnel resonante en clusters moleculares 45
  1.2.1. Descripción de los compuestos Mn12 y Fe8 46
  1.2.1.1. Descripción del compuesto Mn12 46
  1.2.1.2. Descripción del compuesto Fe8 49
  1.2.2. Histéresis magnética en Mn12 y Fe8 50
  1.2.3. Magnetización ZFC-FC en Mn12 y Fe8 56
  1.2.4. Susceptibilidad a.c. en Mn12 y Fe8 62
  1.2.5. Relajación magnética en Mn12 y Fe8 64
  1.2.6. Teoría del efecto túnel asistido térmicamente 67
  1.2.7. Relajación magnética en Fe8: Nuevas propuestas 70
  1.2.7.1. Aproximación low field sweep en la probabilidad de
  Landau-Zener con espines nucleares 72
  1.2.7.2. Random-walk: ley 76
  1.2.7.3. Anomalía en la magnetización FC a 200mK 79
  
  Referencias capítulo 1 83
  
  
  2. Efecto túnel resonante en la ferritina 87 (34 páginas, 2.225kB)
  
  2.0. Introducción 89
  2.0.1. Descripción de la muestra 90
  2.0.1.1. Distribución de volúmenes 92
  2.0.2. Experimentos de resonancia 95
  2.0.3. Comportamiento anómalo de TB vs. H 99
  
  2.1. Efecto túnel resonante a campo cero en la ferritina 103
  2.1.1. Medidas de magnetización ZFC 103
  2.1.2. Medidas de histéresis magnética 105
  2.1.3. Medidas de relajación magnética 109
  2.1.4. Viscosidad magnética versus campo magnético 110
  2.1.5. Interpretación teórica 112
  
  Referencias capítulo 2 119
  
  3. Coherencia Cuántica Mesoscópica en Fe8 121 (66 páginas, 11.043kB)
  
  3.0. Introducción 123
  3.0.1. Conceptos generales 124
  3.0.2. Efecto túnel incoherente en el Fe8; splitting cuántico 127
  3.0.3. Restricciones experimentales 132
  3.0.3.1. Decoherencia 132
  3.0.3.2. Interacciones: Dipolar y nuclear 135
  3.0.3.3. Efecto del campo longitudinal 137
  
  3.1. Experimentos de resonancia a 680 MHz 141
  3.1.1. Descripción del dispositivo de medida 141
  3.1.1.1. Resonador loop-gap 141
  3.1.1.2. Procesos de medición 145
  3.1.2. Preparación de la muestra 147
  3.1.3. Medidas de susceptibilidad vs. campo magnético 149
  3.1.3.1. Campo perpendicular 149
  3.1.3.2. Campo longitudinal 153
  
  3.2. Experimentos de resonancia entre 40 y 110 GHz 155
  3.2.1. Descripción del dispositivo de medida 155
  3.2.1.1. MVNA y cavidad resonante cilíndrica 155
  3.2.2. Preparación de la muestra 158
  3.2.2.1. Polvo orientado de Fe8 159
  3.2.2.2. Monocristal de Fe8 159
  3.2.2.3. Colocación de las muestras en la cavidad 159
  3.2.3. Medidas de absorción vs. campo magnético 161
  3.2.3.1. Medidas con polvo orientado 161
  3.2.3.2. Medidas con monocristal 164
  
  3.3. Interpretación teórica 169
  3.3.1. Hamiltoniano del Fe8 169
  3.3.2. Distribución no-lineal de ( ) 171
  3.3.3. Susceptibilidad y Amplitud de la absorción 172
  3.3.4. Polvo orientado 172
  3.3.5. Monocristal 175
  3.3.6. Conclusiones: Coherencia Cuántica Mesoscópica 179
  
  Referencias capítulo 3 185
  
  
  Conclusiones generales 187 (6 páginas, 25kB)
  
  
  Apéndice A: Descripción del magnetómetro MPMS de Quantum Design 193 (2 páginas, 489kB)
  Apéndice B: Descripción del criostato de dilución 3He-4He 195 (4 páginas, 1.462kB)

Universidad de Barcelona