Los materiales objeto de estudio en esta Tesis son óxidos de Mn del tipo La2/3A1/3MnO3 (A=Ca, Sr), que presentan una transición ferro-paramagnética acompañada de una transición metal-aislante a temperaturas del orden de TC=300K. La aplicación de un campo magnético favorece la aparición del orden ferromagnético produciendo un desplazamiento de la transición hacia temperaturas más elevadas. Esto genera una fuerte disminución de la resistividad, dando lugar a un importante efecto magnetoresistivo (magnetoresistencia colosal). Dado el complicado entramado de los diferentes fenómenos físicos concurrentes en las manganitas, estos óxidos tienen un gran interés tanto desde el punto de vista básico como del desarrollo de nuevos dispositivos de electrónica de espín. Dentro de este marco, esta tesis está organizada en tres apartados : 1. Una gran parte del trabajo experimental ha consistido en el desarrollo de un sistema de crecimiento de láminas delgadas mediante pulverización catódica de radiofrecuencia. Los distintos elementos del sistema (calefactores, portasustratos, magnetrones, etc) se controlan por ordenador, lo cual permite crecer muestras de forma automática. 2. La segunda parte del trabajo consiste en controlar el crecimiento de láminas del compuesto La2/3Ca1/3MnO3 a nivel nanoscópico. La influencia de las condiciones de depósito sobre los distintos parámetros claves del material (parámetros de celda, temperaturas de transición, resistividad, rugosidad, etc) ha sido estudiada de exhaustivamente y se ha conseguido la fabricación de muestras de alta calidad de forma reproducible. 3. La parte más importante de la investigación se ha dedicado a determinar el papel de las intercaras sobre las propiedades de capas de manganita. Como es bien sabido, la interacción responsable del ferromagnetismo en este material es muy sensible a las distorsiones estructurales, lo cual, combinado con la alta polarización de los portadores de carga, lleva a una magnetoresistencia de bajo campo muy fuerte en cerámicas nanométricas. Esta alta polarización también da lugar a una fuerte respuesta a campo débil en uniones túnel. Nuestra contribución consiste en la fabricación de intercaras artificiales de varios tipos y en la correlación de la magnetoresistencia obtenida con el análisis estructural. Las propiedades magnetoelectrónicas de las intercaras entre una manganita y un aislante (SrTiO3, LaAlO3 o NdGaO3) también han sido estudiadas. En estas regiones la temperatura de Curie TC y la conductividad eléctrica son más bajas que en el bulk, lo cual se atribuye a la coexistencia de fases con distintas propiedades electrónicas. Por otra parte, fenómenos más fundamentales como la magnetoresistencia anisotrópica y el efecto Hall anómalo también han sido objeto de estudio y se han intentado correlacionar con el acoplamiento espín-órbita y el estado magnético cerca de TC. / This thesis reports on properties of Mn oxides of the type La2/3A1/3MnO3 (A=Ca, Sr) which exhibit a ferromagnetic-to-paramagnetic transition concomitant of a metallic-to-insulator transition around TC=300K. The application of an external magnetic field favours the ferromagnetic ordering of Mn moments which leads to a shift of TC to higher temperatures, which in turn produces a decrease of the resistivity. This gives rise to a strong magnetoresistive effect called colossal magnetoresistance. In these compounds, many interactions have similar energy scales and compete to determine the ground state, making manganites very interesting materials from the basic point of view as well as for the development of new devices for spin electronics. Within this frame, this thesis is focused on the three following points : 1. The biggest effort in the experimental work has been dedicated to the set-up of a radiofrequency sputtering system for the fabrication of thin films of oxides. The different elements of the system (substrate heaters and holders, magnetrons, etc) are computer-controlled, which allows the growth of films and heterostructures in a fully automated fashion. 2. The second part of the work consisted in controlling the growth of thin films of mixed valence manganites, mainly La2/3Ca1/3MnO3, at the nanoscopic scale. The influence of several growth parameters on the key characteristics of the material (cell parameters, transition temperatures, resisitivity, roughness, etc) has been extensively studied and a reproducible fabrication of high-quality films has been achieved. 3. The main part of the work is focused on the role of interfaces on the properties of manganite films. It is well know that the interaction responsible for ferromagnetism in these compounds is very sensitive to structural distortions which, combined with a high polarisation of the charge carriers, leads to a strong low-field magnetoresistance in nanometric ceramic powders. This high polarisation also gives rise to a large low-field response in tunnel junctions. To probe these effects, we have fabricated artificial interfaces of several types and correlated their magnetotransport response with data from structural analysis. We have also studied the magnetoelectronic properties of the interface between a manganite film and an insulator (SrTiO3, LaAlO3, NdGaO3). A marked decrease of TC and of the electrical conductivity compared to bulk material is observed. This correlates with the detection of multiphase separation between regions with different electronic properties at these interfaces. Besides, fundamental transport phenomena such as anisotropic magnetoresistance and anomalous Hall have been investigated. Their magnitude and temperature dependence have been analysed and a semi-quantitative explanation involving the spin-orbit interaction and the electronic texture close to TC has been proposed. / Cette Thèse a été consacrée à l'étude d'oxydes de Mn La2/3A1/3MnO3 (A=Ca, Sr) présentant une transition ferromagnétique-paramagnétique concomitante d'une transition métal-isolant aux environs de TC=300K. L'application d'un champ magnétique externe favorise un ordre ferromagnétique du moment des ions Mn, ce qui déplace TC vers les hautes températures et induit une forte diminution de la résistivité. Ce fort effet magnétorésistif est appelé magnétorésistance colossale. Dans ces composés, de nombreux interactions sont en compétition ce qui les rend très intéressants du point de vue fondamental comme pour le développement de nouveaux dispositifs en électronique de spin.Dans ce cadre, cette thèse est structurée autour des trois points suivants :1. Un grand effort expérimental a été fourni pour développer un bâti de pulvérisation cathodique radiofréquence destiné à l'élaboration de couches minces d'oxydes. Les différents éléments du système (chaufferettes, porte-substrats, magnétrons) sont pilotés par ordinateur ce qui permet de fabriquer des couches minces de façon totalement automatique.2. La seconde partie du travail a consisté à contrôler la croissance de couches minces de La2/3Ca1/3MnO3 à l'échelle nanoscopique. L'influence des paramètres de croissance sur certaines caractéristiques du matériau (paramètres de maille, températures de transition, résistivité, rugosité de surface, etc) a été étudiée de façon extensive de sorte que des couches de très bonne qualité ont pu être obtenues de façon reproductible.3. Le rôle des interfaces sur les propriétés physiques de couches de manganite a fait l'objet de la majeure partie de cette thèse. En effet, l'interaction responsable du ferromagnétisme de ces composés est très sensible aux distorsions structurales, ce qui, du fait de la forte polarisation de spin des porteurs, donne lieu à une forte magnétorésistance à faible champ dans des céramiques nanométriques. Cette forte polarisation conduit également à une forte réponse magnétorésistive dans des jonctions tunnel. Nous nous sommes donc intéressés aux propriétés d'interfaces et avons fabriqué des interfaces artificielles de plusieurs types, et relié leur propriétés de magnétotransport aux résultats des analyses structurales. Par ailleurs, nous avons étudié les interfaces entre une manganite et un isolant (SrTiO3, LaAlO3, NdGaO3). Celles-ci possèdent une Tc et une conductivité beaucoup plus faibles que le matériau massif, ce qui est lié à la coexistence de régions présentant des propriétés électroniques différentes (séparation de phase). Par ailleurs, nous nous sommes également intéressés à des phénomènes de transport intrinsèques comme la magnétorésistance anisotrope et l'effet Hall extraordinaire dont nous avons essayé de comprendre la dépendance en température en la reliant au couplage spin-orbite et à la texture électronique près de TC.

L'estudi de les propietats òptiques de materials és una de les àrees de recerca més habituals en l'àmbit de les capes primes. L'interès es troba sovint motivat per l'ample ventall d'aplicacions (com els filtres òptics interferencials) on aquestes propietats tenen un paper primordial. Com a conseqüència, els mètodes de caracterització òptica de materials han estat intensament desenvolupats, tant a nivell de les tècniques experimentals com de les modelitzacions teòriques i els tractaments numèrics.L'objectiu d'aquesta Tesi ha estat el desenvolupament i la utilització pràctica d'un programari de càlcul per a la caracterització òptica de materials en estructures multicapa. El programari pretén ser d'abast general, però ha estat dissenyat principalment per a l'estudi de materials usats en filtres interferencials. En termes generals, les mostres que s'analitzen són estructures formades per una o vàries làmines primes de materials isòtrops dipositades sobre un substrat. Les propietats òptiques de les mostres es descriuen amb un nombre reduït de paràmetres (en general els gruixos de les capes i els paràmetres que defineixen les relacions de dispersió de les constants òptiques dels materials). Per a la caracterització de les mostres s'utilitzen mesures espectroscòpiques fotomètriques i el·lipsomètriques.La present Memòria està estructurada en sis Capítols que es poden agrupar en dues parts. Així, els dos primers Capítols són de caire fonamentalment teòric i presenten els conceptes bàsics necessaris per al desenvolupament del programari de càlcul. D'aquesta manera, al Capítol 1 es recullen els models matemàtics per a la parametrització de les constants òptiques dels materials. S'hi estudien diferents formulacions que determinen la dependència de les constants òptiques amb la freqüència de la radiació electromagnètica (models dispersius). Es pretén donar una visió general dels models habitualment utilitzats en el domini espectral òptic, però amb especial incidència en els models que s'han emprat en la Tesi. El segon Capítol aborda els aspectes més rellevants del mètode de caracterització desenvolupat. La primera part del segon Capítol analitza diferents models matemàtics per al càlcul de les propietats òptiques de les estructures multicapa. Seguidament es fa una breu descripció de les tècniques experimentals utilitzades: l'espectrofotometria i l'el·lipsometria. Finalment, es discuteixen aspectes computacionals dels programes de càlcul: la modelització matemàtica de la mostra, la definició d'una funció de mèrit i la tria d'un algoritme d'ajust.La segona part de la Memòria consisteix en un recull d'estudis i aplicacions realitzats amb els programes de càlcul. A cada Capítol s'exposen diferents exemples que presenten com a denominador comú una determinada problemàtica en la caracterització. En lloc d'agrupar els exemples segons el tipus de material o aplicació, s'ha optat per aquesta organització perquè il·lustra de forma clara diversos conceptes clau d'acord amb la nostra recerca. Així, el Capítol 3 conté un seguit d'exemples que posen de relleu la importància del model dispersiu dels materials per a la correcta descripció de les mesures experimentals. Al Capítol 4 es posa de manifest la necessitat d'una modelització realista de l'estructura física de la mostra. El Capítol 5 descriu diverses estratègies d'ajust per a casos en què la inversió numèrica de les dades experimentals és especialment complexa. Finalment, el Capítol 6 introdueix l'anàlisi multimostra com a eina de caracterització que augmenta la fiabilitat dels resultats. Finalment cal esmentar que del programari de càlcul desenvolupat se n'ha realitzat una versió Graphic User Interface formada per un seguit de programes que poden ser utilitzats de forma senzilla per a usuaris treballant en laboratoris de dipòsit de capes primes. A l'Apèndix es presenta el NKD Software, que descriu breument les característiques i el funcionament d'aquests programes. / The study of the optical properties of materials is one of the most common research areas in thin film technology. The interest is often motivated by the large number of applications where optical properties play an important role, like the interferential optical coatings. Consequently, the methods for the optical characterization of materials in thin film phase have been intensively developed, both the experimental techniques and the numerical approaches.The aim of this work has been the development and application of numerical methods for the optical characterization of materials in multilayer structures and its implementation in a software package. The software consists of a general purpose program, although it has been mainly designed for the study of materials used in interferential optical coatings. The analyzed samples are structures consisting of one or several layers of isotropic materials deposited on a substrate. The optical behaviour of the samples is described by a reduced number of parameters (in general, the thicknesses of the layers and the parameters defining the dispersion relations for the optical constants of the materials). Spectrophotometric and ellipsometric measurements are considered for the characterization of the samples.The dissertation is divided in two parts: the first one describes the theoretical aspects of the development of the characterization method and the software and the second part illustrates the application of the program to the study of several types of samples. Thus, the first chapter contains the theoretical background of the dispersion models that are used to describe the optical properties of the analyzed materials. In the second chapter, different numerical methods to calculate the optical properties of multilayer structures are compared. After that, a brief description of the used experimental techniques is given. Finally, the chapter describes the proposed characterization method and its implementation in a software package.The second part of the dissertation consists of a collection of studied cases. In each chapter, the different studies present a common problem or difficulty in the procedure of characterization. This organization has been preferred rather than a standard classification of the studies according the type of material or sample, because it illustrates in a better way the typical problems involved in the optical characterization of materials. Thus, Chapter 3 shows the relevance of an accurate choice of the dispersion model for the optical constants of the investigated materials. In Chapter 4, the importance of the physical structure of the sample is illustrated. Strategies for the cases where the numerical difficulties arise during the fitting procedure are shown in Chapter 5. Finally, in Chapter 6 is demonstrated the utility of the simultaneous analysis of different samples. An Appendix depicts the main features of the developed software package.

S’han dipositat capes primes d’hidrogel per tal de modificar les propietats superficials i millorar el comportament dels biomaterials. Dues de les tècniques de deposició química en fase vapor més comunes s’han estudiat per poder dur a terme aquestes modificacions. La deposició química foto-iniciada en fase vapor (piCVD) és un mètode simple, ràpid i no agressiu que permet depositari films d’hidrogel. És un mètode que s’inicia a la superfície de la mostra i que permet recobrir de manera homogènia superfícies tridimensionals com és el cas de les micro-partícules. El piCVD ofereix un ventall molt ampli d’hidrogels amb capacitat d’absorbir aigua, incorporant co-monòmers amb diferents propietats. Els hidrogels poden ser dissenyats perquè la reactivitat es localitzi a nivell superficial, millorant d’aquesta manera la funcionalització química dels hidrogels. Tanmateix, un nou mètode s’ha utilitzat per micro-estructurar les superfícies durant la deposició via piCVD per obtenir hidrogels amb comportaments especials. Els hidrogels termo-sensibles s’han obtingut via deposició química iniciada en fase vapor (iCVD). S’ha desenvolupat una llibreria d’hidrogels termo-sensibles, els quals exhibeixen una temperatura de transició molt marcada. La microbalança de quars amb dissipació (QCM-D) s’ha fet servir per analitzar la transició d’aquests films. La combinació de les propietats que ofereixen els films termo-sensibles dona la possibilitat de dissenyar una plataforma per prevenir la formació de biofilms. / Se han depositado capas delgadas de hidrogel para lamodificación superficial y mejora del comportamiento de los biomateriales. Dos de las técnicasmás comunes de deposición química en fase vapor se han estudiado para llevar a cabo estas modificaciones. La deposición química foto-iniciada en fase vapor (piCVD) es un método simple, rápido y no agresivo que permite depositar films de hidrogel. Es un método que se inicia en la superficie de la muestra y que permite recubrir de manera homogénea superficies tridimensionales como es el caso de las micro-partículas. El piCVD ofrece un abanico muy amplio de hidrogeles con capacidad de absorber agua, incorporando co-monomeros con diferentes propiedades. Los hidrogeles se pueden diseñar para que la reactividad se localice a nivel superficial, mejorando de esta manera la funcionalización química de los hidrogeles. Así mismo, un nuevo método se ha utilizado para micro-estructurar las superficies durante la deposición vía piCVD para obtener hidrogeles con comportamientos especiales. Los hidrogeles termo-sensibles se han obtenido vía deposición química iniciada en fase vapor (iCVD). Se ha desarrollado una librería de hidrogeles termo-sensibles, los cuales exhiben una temperatura de transición muy marcada. La microbalanza de cuarzo con disipación (QCM-D) se ha utilizado para analizar la transición de este film. La combinación de las propiedades que ofrecen los films termo-sensibles da la posibilidad de diseñar una plataforma para prevenir la formación de biofilms. / Thin hydrogel films have been deposited to modify surface properties and improve biomaterials performance. Two of the most common chemical vapor deposition techniques have been studied to carry out these modifications. Photo-initiated chemical vapor deposition piCVD has been developed as a simple, not aggressive and easy method for the deposition of thin hydrogel films. This method follows a versatile surface-driven reaction process that allows homogeneous coating of both 2D and 3D geometries, such as microspheres. piCVD offers the possibility to fabricate a wide range of swellable thin films, incorporating co-monomers with different properties, such as amine-reactivity, suitable for further modification. The hydrogels can be designed by nano-confining the reactivity to the near surface region, improving the chemical functionality of hydrogels. In addition, a new method to create micro-patterned surfaces can be applied during piCVD deposition to design surfaces having special behavior. Thermo-responsive thin hydrogel films have also been obtained via initiated chemical vapor deposition (iCVD). A library of thermo-sensitive films exhibiting controlled lower critical solution temperatures (LCST) has been generated. Quartz crystal microbalance with dissipation analysis has been used to analyze the phase-transition of these films. The intrinsic properties of thermo-sensitive hydrogels, such as tunable surface hydrophilicity or release of film-entrapped molecules, open the possibility to design systems for controlling biofilm formation.