1

Día 6 de noviembre

9:30 Presentación

10:00 Raman-AFM for high resolution and high speed chemical imaging.

Dra. Elena Bailo. Witec GmbH, Ulm, Germany

10:45 Propiedades mecánicas de membranas de grafeno con vacantes atómicas.

Dra. Cristina Gómez-Navarro. UAM

11:05 Café y sesión de pósters

11:45 Time- and space-modulated Raman signals in graphene-based optical

cavities. Dr. Nedjma Bendiab. Université Joseph Fourier Institut Néel

CNRS/UJF (Grenoble)

12:30 Correlation between graphene properties and substrate grain structure in

CVD fabrication. Dr. Jorge Pedrós. ISOM-UPM

12:50 Estudio mediante espectroscopía Raman de la reducción de nanoplaquetas

y nanocintas de grafeno con grupos funcionales oxigenados durante la

sinterización de materiales compuestos por spark plasma. Cristina Ramirez

Maglione. ICV-CSIC

13:10 Nanostructured Materials for solar applications and their characterization.

Sergio Pinilla. UPM

15:30 Demostración del equipo Witec Alpha 300RA.

Día 7 de noviembre

9:30 Claves para emplear la Microscopía Raman Confocal en la resolución de

estructuras y microestructuras complejas en cerámica. Prof. José Francisco

Fernández Lozano. ICV-CSIC

2

10:20 Estudio del proceso de nitruración del TiO2 en fase rutilo mediante

Microscopía Raman confocal.

Dra. Berta Moreno Burriel. ICV-CSIC

10:40 Phase separation patterns in feldspars by elastic and inelastic scattering

spectroscopic microscopy.

Dr. Luis Sánchez Muñoz. ICV-CSIC

11:00 Café y sesión de pósters

12:00 The interaction of cobalt oxides with graphite surfaces. Daniel Fernández

Díaz. UAM

12:20 Una nueva mirada a las propiedades de las Cerámicas basadas en el

sistema KxNa(1-x)NbO3 obtenidas por proceso de síntesis hidrotermal

mediante Microscopía Raman Confocal. Dr. Fernando Rubio Marcos. ICV-

CSIC

12:40 Study of the Mechanically Stimulated Gas Emission from MgH2 on

submicroscopic scale. Dr. Roman Nevshupa. IETCC-CSIC

13:00 Materiales Compuestos y Microscopía Raman. Dra. Sebastiana Arroyo

Bote. Facultad de Odontología. Unversidad de Barcelona

15:40 Aportaciones de la microscopía Raman confocal al estudio de la

Paleohistología Humana. Carmen Nacarino Meneses. UAM

16:00 Nuevas tendencias de la espectroscopía Raman en materiales poliméricos.

Isabel Muñoz Ochando. ICTP-CSIC

16:20 Confocal Raman spectroscopy as a tool to characterize Nano-

microstructured polymer surfaces. Dr. Juan Rodríguez Hernández. ICTP-

CSIC

16:40 Análisis estructural de materiales híbridos mediante espectroscopía Raman

y FTIR para su aplicación como electrolitos sólidos en microbaterías de ión-

Li. John Fredy Vélez Santa. ICV-CSIC

3

POSTERS Caracterización de recubrimientos de TiO2 dopados con Ca y W obtenidos por sol-gel. A. Durán, Y. Castro. ICV-CSIC Structural phase transition in Eu2O3 ceramics: a Confocal Raman study. A. Quesada. ICV-CSIC Fabrication of Au/Fe2O3 nanoparticles by deposition and annealing of thin films. A. Serrano. ICV-CSIC Estudio de recubrimientos nanoestructurados basados en CB-Sílice por microscopía Raman Confocal acoplado con AFM. Esther Enríquez Pérez. ICV-CSIC Stress distribution on strength of stoneware. Julián Jiménez Reinosa. ICV-CSIC Fabrication of Structured Porous Films with Variable Chemistry and Topography A. Muñoz-Bonilla. ICTP-CSIC Applications of Raman spectroscopy and microscopy to study the surface and microstructure of concrete. Matthieu Horgnies. Lafarge Centre de Recherche Estudio del Esmalte dental humano con Microscopía Electrónica de Superficie (SEM) y Micro-espectroscopía Raman. Sebastiana Arroyo Bote. Un. Barcelona. Ternary composites of Nanocellulose, Carbonanotubes and Ionic Liquids as new extractants for Direct Immersion Single Drop Microextraction. Celia Ruiz-Palomero. Universidad de Córdoba. Study of historical glass decay. A. Serrano ICV-CSIC Growth and Characterization of iron oxide nanoparticles embedded in silica sol-gel thin films. J. López. UCM ORGANIZACIÓN Dr. Angel Adolfo del Campo García

Dra. Pilar Leret Moltó

Dr. Julian Jiménez Reinosa

4

Raman AFM for high resolution and high speed chemical imaging

Elena Bailo1, Jan Toporski1 and Ute Schmidt1

WITec GmbH, Lise-Meitner Str. 6, 89081 Ulm, Germany

Corresponding author e-mail address: elena.bailo@witec.de

Knowledge about the morphology and chemical composition of heterogeneous materials on a sub-micrometer scale is crucial for the development of new material properties for highly specified applications. Such materials can either have mono-atomic flat surfaces or a roughness of several hundred micrometers or millimeter. In the past two decades, AFM (atomic force microscopy) was one of the main techniques used to characterize the morphology of nano-materials spread on nanometer-flat substrates. From AFM images it is possible to gain information about the physical dimensions of the material on the nanometer scale, without additional information about their chemical composition, crystallinity or stress state. On the other hand, Raman spectroscopy is known to be used to unequivocally determine the chemical composition of a material. By combining the chemical sensitive Raman spectroscopy with high resolution confocal optical microscopy, the analyzed material volume can be reduced below 0.02 µm3, thus leading to the ability to acquire Raman images with diffraction limited resolution from very flat surfaces. The combination of confocal Raman microscopy with Atomic Force Microscopy (AFM) is a breakthrough in microscopy. Using such a combination, the high spatial and topographical resolution obtained with an AFM can be directly linked to the chemical information provided by confocal Raman spectroscopy.

True Surface Microscopy, a new imaging technique developed for measurements on rough surfaces over large areas, allows confocal Raman imaging guided by the surface topography obtained by an integrated non-contact optical profilometer. Large-area topographic coordinates from the chromatic confocal profilometer measurements can be precisely correlated with the large area confocal Raman imaging data. This allows true surface Raman imaging on heavily inclined or rough surfaces, with the true sample surface held in constant focus, while maintaining highest confocality.

In summary, the combination of confocal Raman microscopy with AFM and true surface microscopy allows the characterization of materials at high, submicron resolution, as well as on mm-rough surfaces across large areas. Examples from various fields of applications will be presented.

5

Time- and space-modulated Raman signals in graphene-based optical cavities

Antoine Reserbat-Plantey, Laetitia Marty, Olivier Arcizet, Vincent Bouchiat,Nedjma Bendiab1

1InstitutNéel, CNRS and Université Joseph Fourier, BP 166, F-38042 Grenoble Cedex 9, France

+33 4 56387074, nedjma.bendiab@grenoble.cnrs.fr

We present fabrication and optical characterization of micro-cavities made of multilayer graphene (MLG) cantilevers clamped by metallic electrodes and suspended over Si/SiO2 substrates. Graphene cantilevers act as semi-transparent mirrors closing air wedge optical cavities. This simple geometry implements a standing-wave optical resonator along with a mechanical one. Equal thickness interference fringes are observed in both Raman and Rayleigh backscattered signals, with interfringe given by their specific wavelength. Chromatic dispersion within the cavity makes possible the spatial modulation of graphene Raman lines and selective rejection of the silicon background signal. Electrostatic actuation of the multilayer graphene cantilever by a gate voltage tunes the cavity length and induces space and time modulation of the backscattered light, including the Raman lines. We demonstrate the potential of these systems for high-sensitivity Raman measurements of generic molecular species grafted on a multilayer graphene surface. The Raman signal of the molecular layer can be modulated both in time and space in a similar fashion and shows enhancement with respec to a collapsed membrane.

Fig. 1: Graphene-based opto-mechanical systems. (a) Amechanically flexible and semi-transparent graphene-basedmembrane is freestanding over a silicon back

mirror, constituting an optical cavity.(b) Spatiallyresolved reflectance map acquired with a conical microscope in thecross-sectional (X; Z) plane at 532 nm for one

typical sample. Thisexperiment has been performed using scanning confocalmicroscopy at different focus points, showing the reflected

intensitymodulation due to optical interference within the cavity.

6

Propiedades mecánicas de membranas de grafeno con vacantes atómicas

Guillermo López-Polín1, Cristina Gómez-Navarro1, , Vincenzo Parente2, Francisco Guinea2, Mikhail I. Katsnelson3, Francesc Pérez-Murano4, and Julio Gómez-Herrero1,5

1 Departamento de Física de la Materia Condensada, Universidad Autónoma de Madrid, 28049, Madrid, Spain. 2 Instituto de Ciencia de Materiales, CSIC, 28049, Madrid, Spain 3 Radboud University Nijmegen, Institute for Molecules and Materials, Heyendaalseweg 135, NL-6525AJ Nijmegen, The Netherlands 4 Instituto de Microelectrónica de Barcelona, CSIC, 08193 Bellaterra, Spain. 5Centro de Investigación de Física de la Materia Condensada, Universidad Autónoma de Madrid, 28049, Madrid.

cristina.gomez@uam.es

Abstract

El grafeno, una lámina de espesor atómico de grafito, es conocido por sus atractivas propiedades eléctricas y mecánicas. Hasta ahora se han estudiado las propiedades mecánicas de laminas de grafeno cristalinas, sin defectos, y se ha demostrado que es el material mas duro, rígido y a la vez flexible que hasta ahora conocemos.[1]. Desafortunadamente, todos los métodos desarrollados hasta ahora para la producción de grafeno a gran escala dan lugar a grafeno con un cierto contenido en defectos. Los pocos estudios experimentales que existen de momento [2, 3] apuntan a una dependencia de las propiedades mecánicas del grafeno en función del contenido en defectos.

El objetivo de este trabajo es hacer un estudio sistemático de las propiedades mecánicas del grafeno en función de la concentración de defectos de caracter puntual en su estructura atómica. Con este fin empezaremos con láminas perfectamente cristalinas e introduciremos vacantes de átomos de carbono mediante bombardeo con iones de Argón a bajas energías (140 ev). La cantidad y el tipo de defectos son cuantificados mediante espectroscopia Raman. Las propiedades mecánicas de estas láminas con una cantidad y tipo controlado de defectos se caracterizarán mediante experimentos de indentación con un microscopio de fuerzas atómicas.

Contra-intuitivamente obtenemos que la rigidez de estas láminas aumenta con la concentración de defectos hasta que ésta alcanza un 0,2% de vacantes de átomos de carbono. Para densidades mas altas de defectos la rigidez disminuye. Este inesperado crecimiento inicial se puede explicar de acuerdo a la teoría de membranas elásticas, donde se ha predicho una dependencia de la elasticidad con el momento de los modos flexurales de estas laminas [4]. En contraste con esta tendencia de la rigidez las resistencia a ruptura disminuye con la densidad de defectos introducida.

REFERENCIAS [1] C. Lee, X. D. Wei, J. W. Kysar, J. Hone, Science 321, 385 (2008). [2] C. S. Ruiz-Vargas et al., Nano Letters 11, 2259 (2011) [3] C. Gomez-Navarro, M. Burghard, K. Kern, Nano Letters 8, 2045 (2008) [4] J. A. Aronovitz, T. C. Lubensky, Physical Review Letters 60, 2634 (1988)

7

Correlation between graphene properties and substrate grain structure in CVD fabrication

Jorge Pedrós1,2,*, Javier Martínez1, Alberto Boscá1, Adolfo del Campo3, Carlos Novillo4, Alberto Sáez-Maderuelo4, Gonzalo de Diego4, and Fernando Calle1,2

1 Instituto de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnología, Universidad Politécnica de Madrid, Av. Complutense 30, Madrid 28040, Spain

2 CEI Campus Moncloa, UCM-UPM, Madrid 28040, Spain 3 Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, C/ Kelsen 5, Madrid 28049, Spain

4 CIEMAT, Av. Complutense 22, Madrid 28040, Spain

* Tel: +34 915495700 x-4415; Fax +34 914533567; E-mail: j.pedros@upm.es

The properties of graphene grown by chemical vapor deposition (CVD) are influenced by the grain structure of the metal substrates used as templates. This effect is especially important in the case of metal foams due to their stronger polycrystalline character. Graphene foams are of great interest for many electrochemical applications such as energy-storage devices or sensors. The properties of graphene grown on nickel foams have been assessed by Raman confocal microscopy and correlated with the morphology and grain orientation of the substrate evaluated by atomic force microscopy and electron backscatter diffraction, respectively. An example of such correlations is shown in figure 1.

Fig. 1: CVD graphene on a Ni foam showing a clear correlation between the (a) grain structure of Ni and the (b) intensity of the 2D Raman peak of graphene.

Acknowledgements. This work has been partially supported by Repsol (Programme Inspire). J. Pedrós acknowledges the support from the Moncloa Campus of International Excellence (UCM-UPM, ISOM).

8

Estudio mediante espectroscopia Raman de la reducción de nanoplaquetas y nanocintas de grafeno con grupos funcionales oxigenados durante la sinterización de materiales compuestos

por spark plasma

Cristina Ramírez

Sofia M. Vega-Diaz , Aaron Morelos-Gómez, Filipe M. Figueiredo, Mauricio Terrones,

Maria Isabel Osendi, Manuel Belmonte, Pilar Miranzo

Recientemente, debido al potencial de los materiales compuestos con nanoestructuras de carbono (con matriz metálica, cerámica o polimérica), se ha visto un renovado interés en los métodos de oxidación del grafito, mediante los cuales se pueden obtener hojas y nanocintas de pocas capas de grafeno. Las propiedades eléctricas de este “óxido de grafeno” pueden recuperarse después con un tratamiento químico o térmico.

En este trabajo se presentan los resultados del estudio por espectroscopia Raman del procesamiento de composites de Si3N4 con nanoplaquetas [1] y nanocintas de óxido de grafeno. Mediante la evaluación de la relación de intensidades de las bandas D y G así como la determinación del tamaño de los dominios grafíticos [2] se ha observado la efectiva reducción de las nanoestructuras de carbono de forma simultánea con la sinterización de los materiales. Los mapas de intensidad de la banda 2D brindan información sobre la distribución del material más fino.

[1] Carbon 2013; 57: 425-32

[2] Phys Chem Chem Phys2007;9:1276–91.

9

Claves para emplear Microscopía Raman Confocal en la resolución de estructuras y microestructuras complejas en

cerámica.

J. F. Fernández*, F. Rubio-Marcos, E. Enríquez, P. Leret, M. A. de la Rubia, J. J. Reinosa, A. Moure, A. Serrano, R. Rojas, A. Quesada, L. Sánchez, A. Del Campo,

Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, 28049 Madrid, España

E-mail: jfernandez@icv.csic.es

Las propiedades de los materiales cerámicos son una combinación entre las propiedades intrínsecas, definidas por los granos cristalinos, y las propiedades extrínsecas, como son bordes de grano y fases secundarias. El empleo de Microscopía Raman Confocal (MRC) se propone como una metodología relevante para el estudio de los factores que afectan a dichas correlaciones en materiales cerámicos. La técnica de MRC constituye una potente herramienta que permite determinar no solo la estructura sino las interacciones entre los elementos microestructurales. La correlación entre estas variables con las propiedades funcionales y la posibilidad de determinar las mismas en condiciones de operación son abordables mediante el uso de MRC acoplada con otras técnicas como AFM.

En esta presentación se resumen brevemente algunos de los principios relacionados con la técnica de Microscopía Raman Confocal, que junto con ejemplos seleccionados permiten visualizar aspectos claves para evaluar con alta resolución estructural y espacial materiales cerámicos. Algunos de los ejemplos se centran en estudio relacionados con: la orientación de cristales, identificación fases cristalinas; resolución de nanoestructuras e interfases; determinación y dinámica de dominios ferroeléctricos; presencia de tensiones mecánicas; fenómenos de conducción,… sobre diferentes materiales cerámicos.

10

Estudio del proceso de nitruración del TiO2 en fase rutilo mediante Microscopía Raman confocal.

B. Moreno, A. Del Campo, M. Canillas, E. Chinarro

Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, 28049 Madrid, España

E-mail: berta@icv.csic.es

La preparación de nitruro de titanio resulta interesante debido a la cantidad de aplicaciones tecnológicas que presenta este material. Entre ellas, el TiN ha demostrado su idoneidad como electrodo en neuroestimulación. Estudios previos han confirmado su biocompatibilidad, baja impedancia eléctrica, alta capacidad de almacenamiento de carga y la existencia de una ventana de potencial mayor durante la inyección segura de la misma. En este trabajo se ha abordado la preparación de TiN a partir de compactos densificados de TiO2 rutilo, mediante nitruración con amoniaco a temperaturas entre 700-1100ºC. Se ha empleado la microscopía Raman confocal para el estudio del proceso de nitruración, identificando mediante esta técnica las fases formadas en función del tratamiento térmico.

Figura. Imagen y análisis por Raman de una fractura pulida de una muestra de TiN sintetizada a 1100ºC/3h en NH3.

11

Phase separation patterns in feldspars by elastic and inelastic scattering spectroscopic microscopy

Luis Sánchez-Muñoz, Adolfo del Campo, José F. Fernández

Institute for Ceramics and Glasses, ICV-CSIC, Kelsen 5, 28049 Madrid, Spain

Corresponding author: lsm@icv.csic.es

Unmixing patterns have been studied in two contrasting specimens of alkali

feldspars by confocal Raman (inelastic scattering) microscopy and elastic

scattering spectroscopic microscopy, as well as by electron-probe micro-analysis,

atomic force microscopy, and field-emission scanning electron microscopy.

Specimen from Rabb Park (New Mexico, USA) has a pseudoperiodic semicoherent

lamellar microtexture with extended development of misfit-induced dislocations

along phase boundaries. In specimen from Meetiyagoda (Sri Lanka), with a

remarkable blue “schiller “effect, shows shape evolution in the spinodal

decomposition patterns from island- and labyrinth-type to pseudoperiodic stripe

domains, which are observed for the first time by elastic scattering in crystals. The

resolution capabilities of these scattering imaging techniques, and the origin of the

blue schiller effect are discussed at the light of the new data presented in this work

12

The interaction of cobalt oxides with graphite surfaces Daniel Díaz Fernández* 1 , Javier Méndez2, Angel Adolfo Campo3, Miguel Ángel

Rodríguez3, Guillermo Domínguez Cañizares1, Oscar Bomatí1, Alejandro Gutierrez1 and Leonardo Soriano1

1Departamento de Física Aplicada and Instituto de Ciencia de Materiales Nicolás Cabrera, Universidad Autónoma de Madrid, Campus de Cantoblanco, 28049 Madrid, Spain

2ESISNA Group, Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, ICMM-CSIC, Campus de Cantoblanco 28049 Madrid, Spain

3Instituto de Cerámica y Vidrio – CSIC, Campus de Cantoblanco, 28049 Madrid, Spain *91 497 3424/618848486, daniel.diaz@uam.es

The early, intermediate and final stages of the growth of cobalt oxide on HOPG have been characterized by XPS and AFM, finding the formation of Co2+ species for the early and intermediate stages, Co2+,3+ species (spinel structure) at the final stages, and a Stranski-Krastanov growth model. The study of the reoxidation of the samples with low coverages (<5 ML) at 400 ºC by AFM, XPS, mass spectrometry, micro-Raman spectroscopy and PES, reveals the oxidation of Co2+ species to spinel (Co2+,3+) species. Also, the oxidation of the first planes of the graphite substrate, the formation of nanochannnels, ripples and concentric nanorings surrounding the cobalt oxide nanoparticles on the graphite surfaces are observed. A model for the explanation of these nanochannels, based on a graphite gasification catalyzed by the cobalt nanoparticles produced upon reduction of CoO in the heating phase of the treatment, is proposed as a first attempt to understand the formation of these nanostructures.

Fig. 1: a): Detail of CoO islands formed at the early stages of growth. b) Detail of a wetting layer formed. c) Detail of the nanochannels formation after reoxidation. d) Detail of the nanorings surrounding the cobalt oxide nanoparticles and the ripples on the terraces formed after reoxidation. e) QMS measurements of the residual gases during reoxidation

13

Una nueva mirada a las propiedades de las Cerámicas basadas en el sistema KxNa(1-x)NbO3 obtenidas por proceso de síntesis

hidrotermal mediante Microscopía Raman Confocal F. Rubio-Marcos(1),*, L. Ramajo(2), J. Camargo(2), A. Del Campo(1), J. F. Fernandez(1), S.I.

Martínez-Gutiérrez(3), M.S. Castro(2), R. Parra(2) 1 Electroceramic Department, Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, Kelsen 5, 28049,

Madrid, Spain. 2 Institute of Research in Materials Science and Technology (INTEMA) (CONICET – University of Mar del Plata), J. B. Justo 4302 (B7608FDQ) Mar del Plata, Argentina.

3 University of Nuevo León (UANL), Av. Universidad s/n. Ciudad Universitaria (66451), S. N. de los Garza, Nuevo León, México

*AUTHOR EMAIL ADDRESS: frmarcos@icv.csic.es En el presente trabajo se abordará el estudio de diferentes condiciones de reacción para la síntesis hidrotermal del sistema KxNa(1–x)NbO3 (KNN). Para ello, se analizan los efectos de diferentes relaciones de KOH/(KOH+NaOH); así como la concentración total de hidróxido, sobre la microestructura y las propiedades eléctricas de las cerámicas de KNN. Los análisis estructurales revelan que las partículas sintetizadas bajo estas condiciones presentan una fase rica en sodio con una estructura monoclínica, la cual coexiste con una fase con simetría ortorrómbica. Además, evidencian que el valor de x en el sistema KxNa(1–x)NbO3 aumenta gradualmente con el aumento de la relación de KOH/(KOH+NaOH) y de la concentración total de hidróxido. Así, las muestras cerámicas con un mayor contenido de potasio muestran una mayor densidad y mejor comportamiento eléctrico.

Finalmente, la caracterización mediante Microscopía Raman Confocal (MRC) permite la observación de la estructura de dominios ferroeléctricos dentro de los granos, permitiéndonos establecer que las paredes de dominios de 90º presentes en estas muestras reducen el estrés del sistema, generado por la coexistencia fases ortorrómbicas y monoclínicas dentro de los granos de cerámica KNN.

Figura Resumen: La figura muestra la estructura de dominios del sistema KNN observada mediante MRC. Desde la figura se puede observar como existe una clara relación entre la coexistencia de fases y la aparición de tensiones dentro de los granos de KNN.

14

Materiales Compuestos y Microscopía Raman

Sebastiana Arroyo Bote1, Javier Martínez osorio1 y Tariq Jawhari 2 1Departamento de Odontoestomatología. Facultad de Odontología. Universidad de

Barcelona 2 Centro Científico Técnico. Universidad de Barcelona

Sebastiana. Arroyo Bote: +34 609356677, +34 93 4051331, 20506sab@comb.cat

El uso de los materiales compuestos (Composites) como materiales restauradores dentales ha ido en aumento desde su desarrollo, siendo en la actualidad el material restaurador más utilizado en nuestro medio. A pesar de las ventajas que presenta, especialmente el alto nivel estético, presenta un grave problema que condiciona en buena parte el éxito clínico de la restauración y es la fase de polimerización. Actualmente la mayoría de los composites son fotopolimerizables. En esta fase los composites sufren un proceso de contracción, obteniendo distinta profundidad de fraguado dependiendo en buena parte del tipo y tamaño de relleno inorgánico que contenga el composite.

Nos planteamos como objetivo el estudio de la composición y profundidad de curado de distintos materiales compuestos especialmente diseñados para restauración del sector posterior. Para ello realizamos cavidades dentales de clase I de Black en la cara oclusal de molares humanos extraídos libres de caries y cilindros de 8mm de longitud x 2mm de diámetro, que fueron rellenados con distintos materiales y sometidos a ciclos de 20 segundos de fotopolimerización.

Para el estudio utilizamos el microscopio Raman Confocal Raman α 300 RA+ de WITec GmbH. y el microscopio Raman LabRam HR 800 de Jobin Yvon-Horiba

Los resultados nos permiten observar la micromorfología y la composición de los distintos materiales así como cuantificar la profundidad de curado obtenida con cada uno de ellos.

El análisis estadístico de los resultados nos demuestra diferencias significativas en la profundidad de curado entre los distintos materiales utilizados, teniendo una relación importante con la composición del composite.

15

Aportaciones de la microscopía Raman confocal al estudio de la Paleohistología Humana

Carmen Nacarino Meneses1, Orosia García Gil1, Oscar Cambra-Moo1, Miguel Ángel Rodríguez Barbero2, Armando González Martín1

1Laboratorio de Poblaciones del Pasado (LAPP). Departamento de Biología. Facultad de Ciencias. Universidad Autónoma de Madrid. 28049 Madrid, España -

Spain. 2Instituto de Cerámica y Vidrio. Consejo Superior de Investigaciones Científicas

(CSIC). 28049. Madrid. España - Spain.

Contacto: Carmen Nacarino Meneses. +34 91 497 34 44. carmen.nacarino@estudiante.uam.es

A lo largo del desarrollo humano, y a diferencia de lo que sucede con el resto de órganos de nuestro cuerpo, el tejido esquelético que conforma nuestros huesos, se mineraliza. Este tejido se compone de una fase orgánica compuesta principalmente por colágeno y una matriz inorgánica de hidroxiapatita y carbonato cálcico. A medida que nuestros huesos crecen, su estructura y su composición química se ven modificadas a través de los procesos de modelado y remodelado. La Paleohistología humana, mediante el estudio de restos óseos de poblaciones pretéritas y apoyándose en el uso de técnicas de microscopía, estudia las variaciones histomorfológicas e histoquímicas del hueso profundizando, así, en el conocimiento de la estructura mineral y cristalina del mismo.

En el presente trabajo se exponen los resultados de una primera aproximación paleohistológica utilizando huesos largos (húmero y tibia). En esta ocasión se ha utilizado la microscopía Raman confocal para aproximarse a la variación química del hueso cortical durante el desarrollo. Los resultados muestran diferencias relevantes entre los distintos grupos de edad, así como variaciones en el grado de cristalinidad de la hidroxiapatita y la intensidad de la señal Raman.

Fig. 1: Osteona secundaria de deriva sobre hueso fibrolaminar

16

Nuevas tendencias de la espectroscopía Raman en materiales poliméricos

Isabel Muñoz Ochando

Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP-CSIC). C/ Juan de la Cierva nº3 28006 Madrid (Spain)

e-mail: iochando@ictp.csic.es

Los polímeros son materiales fundamentales tanto en nuestra vida cotidiana como en los avances tecnológicos de última generación. Esto hace necesario un estudio constante para la mejora de sus propiedades y aplicaciones.

El acoplamiento de los microscopios ópticos a los espectrómetros hizo de la espectroscopia vibracional tipo Raman, una herramienta imprescindible en el análisis de estos sistemas, no sólo porque nos permite identificar las especies químicas presentes, sino también porque nos proporciona información sobre el estado de orden.

Por otra parte, la espectroscopia Raman, al ser una técnica no destructiva, es apta para el estudio de polímeros de todo tipo (termoplásticos, biopolímeros, nanocompuestos de matriz polimérica, elastómeros, resinas….) en distintos ambientes (hornos, celdas líquidas, atmósferas controladas…). En esta presentación se revisarán algunos ejemplos de aplicaciones que muestran la capacidad de la técnica en cuanto a su sensibilidad, variedad de tipos de muestras y diferentes tipos de análisis.

17

Confocal Raman Microscopy as a tool to characterize Nano and Microstructured polymer surfaces

J. Rodríguez-Hernández1, A. S. De León1, M. Fernández-García1, A. del Campo2, A. Muñoz-Bonilla1

1Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP-CSIC). C/ Juan de la Cierva nº3 28006 Madrid (Spain)

2 mica y Vidrio (ICV-CSIC), C/Kelsen 5, 28049-Madrid, Spain

Tel. 912587560, Fax: 915644853, Email: jrodriguez@ictp.csic.es

Our group has developed an activity devoted to the preparation of functional surfaces with controlled topography. For that purpose we used different approaches such as lithography, hot embossing or breath figures. Herein we describe some of our recent results on the preparation of functional porous films prepared from polymer blends in which Raman Confocal Microscopy (RCM) was employed among others to provide spatial chemical distribution at the surface. In particular, RCM provides additional information compared to other surface techniques in the formation of surfaces with gradual pore composition (Figure 1).

Fig. 1: Raman Micrographs indicating the gradual presence of a larger amount of one of the components within the pore (blue: hydrophilic component). The red

colors stands for polystyrene.

18

Análisis Estructural de materiales híbridos mediante espectroscopía Raman y FTIR para su aplicación como

electrolitos sólidos en microbaterías de ión-Li.

John F. Vélez1, Mario Aparicio1, Jadra Mosa1 1 Instituto de Cerámica y Vidrio (CSIC), C/ Kelsen 5. 28409 Madrid

Tel: 917 355 840 Ext. 1225, Fax: 917 355 843, jfvelez@icv.csic.es

Las baterías de ión-litio se presentan como uno de los sistemas de almacenamiento más prometedores para el siglo XXI. Uno de los campos de investigación más activos en el campo de las baterías de ión-Li es el desarrollo de electrolitos sólidos eficientes. Una microbatería de ión litio es un dispositivo de lámina delgada completamente sólido, en el cual el electrolito es un conductor sólido de Li+ de naturaleza polimérica, inorgánica (materiales vítreos, cerámicos y vitrocerámicos) o híbrida orgánico-inorgánica.

En este trabajo, se han sintetizado electrolitos híbridos orgánico-inorgánicos en forma de lámina delgada por la ruta sol-gel en el sistema Tetraetil ortosilicato (TEOS)/ polietilenglicol(PEG). Se ha variado la relación orgánico/ inorgánico, el precursor de Li utilizado (LiTFSA=LiN(CF3SO2)2 ó LiOTf=Li(CF3SO3)) y la longitud de la cadena del precursor PEG. Se ha caracterizado el material estructuralmente y además se han medido sus propiedades eléctricas (conductividad iónica, ventana electroquímica y número de transporte).

La espectroscopía Raman ha sido una herramienta muy útil para determinar el tipo de estructura de los materiales híbridos y nos ha permitido correlacionar sus propiedades eléctricas con su estructura.

Las Fig. 1 a y b muestra los espectros Raman cuando se varía el contenido orgánico/inorgánico, y la Fig.1 c y d cambiando la sal de litio, usando PEG400 o PEG200 respectivamente. Los resultados indican que para una relación T/P400=1 y con independencia de la sal de Li utilizada, se forma un electrolito híbrido de Clase II con enlace covalente Si-O-C entre sus componentes (Figura 1 a y b), mientras que al aumentar el contenido de precursor inorgánico se desfavorece la formación de dicho enlace (híbridos de Clase I) para ambas longitudes de cadena de PEG (Figura 1 a y c). Sin embargo para una relación T/P200=1 se ve desfavorecida la formación del enlace Si-O-C (ensanchamiento de la banda a 1044cm-1) cuando se utiliza la sal LITFSA, pero se favorece su formación con la sal de litio LiOTf , como se observa en la Figura 1 d.

19

1600 1400 1200 1000 800 600 400 200

T/P400=1 - LiTFSA

Inte

nsid

ad (u

. a.)

Desplazamiento Raman (cm-1)

T/P400=3 - LiTFSA

T/P400=2 - LiTFSA

a

1600 1400 1200 1000 800 600 400 200

In

tens

idad

(u.a

.)

Desplazamiento Raman (cm-1)

T/P400=1 - LiTFSA T/P400=1 - LiOTf

b

1600 1400 1200 1000 800 600 400 2001600 1400 1200 1000 800 600 400 200

Inte

nsid

ad (u

.a.)

Desplazamiento Raman (cm-1)

T/P200=1 - LiTFSA T/P200=2 - LiTFSA T/P200=3 - LiTFSA

c

1600 1400 1200 1000 800 600 400 200

Inte

nsid

ad (u

.a.)

Desplazamiento Raman(cm-1)

T/P200=1 - LiOTf T/P200=1 - LiTFSA

d

Fig. 1: Espectros Raman para el sistema TEOS/PEG. a) Cambio en la relación orgánico/inorgánico (PEG400). b) Cambio en la sal de litio para TP400. c) Cambio en

la relación orgánico/inorgánico (PEG200). d) Cambio en la sal de litio para TP200.

Los valores de conductividad iónica son del orden de 10-5 S/cm a temperatura ambiente en todos los casos, alcanzando su máximo valor en T/P400=1 con LiTFSA, que corresponde a un híbrido de clase II. Lo anterior pone de manifiesto que la formación del enlace Si-O-C (híbrido de clase II), favorece la conductividad iónica.

Estos resultados son prometedores para la aplicación de este material híbrido como electrolito sólido en microbaterías de ión litio.

20

Caracterización de recubrimientos de TiO2 dopados con Ca y W obtenidos por sol-gel

A. Durán, Y. Castro

Instituto de Cerámica y Vidrio (ICV), CSIC, Campus de Cantoblanco, 28049 Madrid

El TiO2 destaca como uno de los fotocatalizadores por excelencia por ser barato, no tóxico, estable y poseer un band-gap de 3,2 eV, fácilmente foto-activado en la región del UV/ visible cercano, constituyendo un claro ejemplo de tecnología sostenible. Sin embargo, una de las limitaciones del TiO2 es el bajo aprovechamiento de la radiación solar. Solamente del 3% al 5% de la radicación que llega a la superficie terrestre corresponde a UV, mientras que el 45% lo hace en la región visible. Es por eso que en los últimos años, las investigaciones se han centrado en la modificación de la red o el dopado del TiO2 para cambiar el band-gap, mejorando su comportamiento en el rango del visible.

El objetivo de este trabajo es la preparación de recubrimientos dopados y no dopados con Ca y W mesoporosos de TiO2-anatasa obtenidos incorporando surfactantes y combinando el método sol-gel con el método de Auto-ensamblaje por Evaporación Inducida (EISA). Se han preparado recubrimientos variando la cantidad de dopante así como el tratamiento térmico, con objeto estudiar el efecto del dopante en la estructura y en la cristalización del TiO2-anatasa. Los recubrimientos obtenidos se caracterizaron por distintas técnicas como espectroscopia RAMAN, difracción de RX, elipsometría espectral. Se ha medido el espesor e índice de refracción en función de la humedad relativa por elipsometría espectral, obteniéndose las isotermas de adsorción- desorción en agua y con ellas, el volumen y tamaño de poro, superficie específica y expuesta de los recubrimientos.

A través de la técnica de espectroscopia RAMAN se estudióla frecuencia en la que aparecen las bandas de la anatasa, así como posibles desplazamientos y anchuras de las bandas según la cantidad y tipo de dopante. De aquí se ha deducido el cambio en las cinéticas de cristalización generadas por la incorporación de dopantes. La cristalinidad es un factor esencial en el comportamiento fotocatalítico.

21

Structural phase transition in Eu2O3 ceramics: a Confocal Raman study

A. Quesada1, A. del Campo1, J.F. Fernández1 1Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, Kelsen 5, Campus UAM, 28049 Madrid,

SPAIN

+34 917355840, +34 917355843 and a.quesada@icv.csic.es

Initially employed as a neutron absorber in reactors, europium sesquioxide has managed to remain appealing to materials scientists over the years due to the applications deriving from its optical properties. It presents a structural phase transition from cubic (C) to monoclinic (B) at temperatures ranging from 1050 °C to 1350 ºC. As a lanthanide sesquioxide, such polymorphism has been thoroughly studied entailing debate over the nature of the transition. In this work, Confocal Raman Microscopy enables a real-space study of this cubic to monoclinic transition in Eu2O3 ceramics sintered between 1000 and 1550 ºC. The transition, completed at 1300 ºC, is monitored in real-space, revealing a first order behavior. However, cubic inclusions located mainly at superficial grain boundaries are detected in dense samples fired at 1500 ºC (Green regions in Fig. 1a). We suggest that stress accumulated at the surface may be responsible for such an unexpected coexistence of phases. In addition, Raman microscopy allows investigating the crystallographic orientations of each grain, as shown in Fig. 1b, opening the door to correlations between particular grain orientations and physical properties in dense Eu2O3 ceramics.

Fig. 1: (a) Raman microscopy composite image revealing monoclinic (red and blue) and cubic (green) regions of Eu2O3 ceramic fired at 1500 ºC. Monoclinic grains

show different crystallographic orientations. (b) Raman spectra corresponding to different monoclinic grains.

22

Fabrication of Au/Fe2O3 nanoparticles by deposition and annealing of thin films

A.Serrano1*

, O. Rodríguez de la Fuente2, J. F. Fernández1, M. A. García1

1 Dpto. de Electrocerámica, Instituto de Cerámica y Vidrio, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, 28049 Madrid, España 2Dpto. de Física de Materiales, Universidad Complutense de Madrid, 28040, Madrid, España E-mail: aida.serrano@icv.csic.es The incorporation of nanoparticles (NPs) in glasses and ceramic glazes with photovoltaic, photocatalytic and/or magnetic properties are of great interest for the development of multifunctional ceramics.

A well known method to obtain large amounts of NPs consists on the deposition of a metallic thin film and a consequent annealing. During the annealing process, the difference in thermal expansion coefficient between the metallic film and the substrate induces mechanical stresses. As a result, the metallic film undergoes morphological modifications in order to relax this stress: formation of hillocks, subsequent holes growing and islands agglomeration leading to nanostructures. The morphology and size of these NPs depend on different parameters as the film initial thickness and annealing conditions (time, temperature, atmosphere and heating/cooling ramp), providing a method to tune the nanostructures features modifying any of these parameters.

In this work, we fabricate complex NPs over silica substrates by deposition of thin films and subsequent annealing. We focus on the system Au/Fe2O3 because of the outstanding properties of each of the constituent elements. Their optical properties are associated to the different structures and the absorption band of surface plasmons depends on the initial parameters of the deposition and the annealing. Morphological characterization is performed by Atomic Force Microscopy. Confocal Raman Microscopy is used to determinate the phase of iron oxide NPs and distinguish between the different components separating the fluorescence signal for Au NPs and the signal of iron oxide NPs by their characteristic spectrum.

23

Estudio de recubrimientos nanoestructurados basados en CB-Sílice por microscopía Raman Confocal acoplado con AFM

Esther Enríquez Pérez

1 Dpto. de Electrocerámica, Instituto de Cerámica y Vidrio, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, 28049 Madrid, España

E-mail: esther@icv.csic.es

Se ha realizado espectroscopía Raman Confocal acoplado con AFM a

recubrimientos conductores basados en Negro de Humo en una matriz de sílice

obtenida por el proceso sol-gel. Los recubrimientos delgados son nanocomposites

que consisten en partículas de carbono débilmente grafitizadas, formando

aglomerados en la matriz de sílice. Los recubrimientos poseen espesores menores

que 1µm, y han sido depositados por spray en sustratos cerámicos. Mediante

microscopía Raman Confocal se han obtenido imágenes tanto en superficie como

en perfil de profundidad con alta resolución espacial, que pueden ser

correlacionadas con la información topográfica obtenida mediante la técnica de

AFM acoplada al microscopio. La nanoestructura se puede resolver mediante el

análisis de la intensidad y el desplazamiento Raman extraídos de los modos

Raman del Carbono. De estos resultados se puede concluir que el incremento de

la temperatura del tratamiento térmico produce cambios microestructurales que

inducen a un desplazamiento Raman hacia el azul de la fase ordenada de las

nanopartículas del Negro de Humo. Este desplazamiento Raman hacia mayores

números de onda es mayor en la región donde el CB está rodeado de la matriz de

sílice, como consecuencia de las interacciones de la interfase. La espectroscopía

Raman Confocal acoplado con AFM es un procedimiento interesante y relevante

para analizar con alta resolución la estructura de nanocomposites de películas

delgadas.

24

Stress distribution on strength of stoneware

Julián Jiménez Reinosa1, Adolfo del Campo, José Francisco Fernández 1Instituto de Cerámica y Vidrio (CSIC), C/ Kelsen 5, 28049, Madrid

jjreinosa@icv.csic.es. Tf: 0034 91 735 58 40. Fax: 0034 91 735 58 43

Stoneware is one of the most advanced products in the traditional ceramic sector

due to its aesthetical and technical characteristics: high density, low water

absorption (<0.5%), high strength and long durability. A controversy exists

according to explain the strength of the porcelain microstructure: the formation of

mullite needles during the sintering, the difference of thermal expansion

coefficients between the glassy matrix and the crystalline phases as quartz or the

dispersion strengthening hypothesis. All they promote the existence of stress in

glassy phase. In this work, the existence of stress into quartz grains and into

glassy phase in stoneware is evidenced by using Confocal Raman Microscopy.

Surface and depth profile images of Raman shift show a stress distribution in large

crystalline particles where quartz grains are affected by stresses into the glassy

phase.

25

Fabrication of Structured Porous Films with Variable Chemistry and Topography

A. Muñoz-Bonilla1, A. S. De León1, M. Fernández-García1, A. del Campo2, J. Rodríguez-Hernández1

1Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP-CSIC). C/ Juan de la Cierva nº3 28006 Madrid (Spain)

2Instituto de Cerámica y Vidrio (ICV-CSIC), C/Kelsen 5, 28049-Madrid, Spain

Tel. 912587560, Fax: 915644853, Email: sbonilla@ictp.csic.es

The so-called breath figures method, in combination with phase separation process, was employed to prepare a variety of multifunctional micropatterned films. These surfaces were obtained from incompatible ternary blends consisting of high-molecular-weight polystyrene, an amphiphilic block copolymer, and a fluorinated homopolymer. Confocal micro-Raman spectroscopy served to provide information about the location and distribution of the different functionalities in the films. As a result, both the amphiphilic block copolymer and the fluorinated polymer were mainly located in the cavities. Then the ordered porous films can be chemically modified by using click chemistry. Thiol-para-fluorine “click” reaction was employed to covalently attach glucose moieties specifically to the spherical fluorinated domains. Then, the ability of the immobilized glucose to recognize Concanavalin A enables the creation of protein micropatterns by a nonlithografic method (Figure 1).

Fig. 1: Raman Micrographs constructed by merging the maps of the different components of the film obtained from ternary blends and schematic representation of Concanavalin A immobilization onto the microstructured film.

26

Applications of Raman spectroscopy and microscopy to study the surface and microstructure of concrete

Matthieu Horgnies1, Verónica Calderon2, Sara Gutiérrez-González2 1Lafarge Centre de Recherche, 95 rue du Montmurier, 38291 Saint Quentin

Fallavier, France. (matthieu.horgnies@lafarge.es) 2Dpto. Construcciones Arquitectónicas. Universidad de Burgos. C/ Villadiego S/N

09001 Burgos, Spain. (vcalderon@ubu.es, sggonzalez@ubu.es)

The performance and the robustness of Raman spectroscopy (analyses done under ambient conditions without any complex sample preparation or any interaction with water) offer an attractive potential to characterize the surface and the microstructure of concrete. The results obtained by Raman can be also correlated to those obtained with AFM/SEM observations or EDX analyses.

Indeed, the surface of photocatalytic concrete can be studied by Raman to determine the distribution of anatase TiO2-based pigments and the influence of carbonation process. The composition can also be characterized according to hydration time because the anhydrous clinker phases (C3S, C2S and C4AF) and certain hydrated phases (portlandite, see Fig. 1) are well detected by Raman.

In future, the analyses could be focused on the evolution of the concrete surface during curing or external aging and on the characterization of the interface between polymer-based aggregates and cement paste.

Fig. 1: Mapping of the portlandite (in yellow) by Raman micro-spectroscopy, done on a polished cross-section of a cement paste

27

Estudio del Esmalte dental humano con Microscopía Electrónica de Superficie (SEM) y Micro-espectroscopía Raman

Sebastiana Arroyo Bote1, Javier Martínez Osorio1 y Tariq Jawhari2 1Departamento de Odontoestomatología. Facultad de Odontología. Universidad de

Barcelona 2 Centro Científico y Tecnológico. Universidad de Barcelona

Sebastiana. Arroyo Bote: +34 609356677, +34 93 4051331, 20506sab@comb.cat

El esmalte humano es el tejido del cuerpo con mayor grado de mineralización, se sitúa rodeando la corona dental de los dientes. La amelogénesis es el periodo en el que se forma el tejido adamantino (esmalte), este proceso consta de varias fases y tiene lugar durante un periodo de larga duración, por lo que el proceso puede verse alterado por diferentes causas dando lugar a la formación de un esmalte anómalo en su aspecto, en el que puede estar alterado tanto el espesor del tejido o el grado de mineralización, llegando en algunas ocasiones a la falta de desarrollo del tejido. A la alteración de este proceso se le conoce como Amelogénesis Imperfecta (AI), se clasifica según el tipo de afectación en hipoplasica, hipomaduración o hipocalcificación .

El objetivo que nos planteamos fue estudiar la micromorfología y el espectro Raman de los dientes procedentes de un paciente afecto de amelogénesis imperfecta en comparación con el esmalte de dientes humanos extraídos libres de caries y sin enfermedad.

Los dientes fueron procesados para ser observados con Microscopio electrónico de Superficie (SEM) y con microespectroscopía Raman.

Los resultados del SEM, de los dientes con AI, nos demuestran una falta de formación de la matriz del esmalte dando como resultado una disminución en el espesor del tejido adamantino, así como una irregularidad en el grado de calcificación de los prismas del esmalte. Los resultados obtenidos a partir del análisis de los espectros Raman muestran cambios en el espectro Raman de la hidroxiapatita en los dientes con AI.

Los resultados obtenidos nos permiten concluir que el esmalte del paciente con AI estudiado presenta disminución del espesor del esmalte, con zonas hipomaduras e hipocalcificadas. Lo que demuestra que un mismo paciente puede presentar diferentes anomalías en el proceso de amelogénesis.

28

Ternary composites of Nanocellulose, Carbonanotubes and Ionic Liquids as new extractants for Direct Immersion Single Drop

Microextraction

Celia Ruiz-Palomero, M. Laura Soriano, Miguel Valcárcel

Department of Analytical Chemistry, Marie Curie Building. Campus de Rabanales,

University of Córdoba, E-14071 Córdoba, Spain

E-mail: qa1meobj@uco.es

A novel and innovative microextraction protocol is presented based on liquid -

liquid single drop microextraction (SDME) modality in which nanomaterials are

introduced in the water-immiscible ionic liquid for a better preconcentration of

heterocyclic amines (HCAs)

. Phone: +34 957 218616

The advantageous combination of nanomaterials and nanohybrids such as

Nanocellulose (NC) and Multiwalledcarbonanotubes (MWCNTs) with ionic liquid

(IL) allows the preparation of a stable single-drop with an excellent and selective

ability for the preconcentration of the mutagenic 2-amino-3,8-dimethylimidazo[4,5-

f]quinoxaline (MeIQx) by simple direct immersion SDME technique.

Raman spectroscopy was used to evaluate the integrity of MWCNTs and NC in

ionic liquid and to provide information about the interaction between the

nanomaterials employed in the preparation of the composite.

29

Study of historical glass decay

A. Serrano1, M. Abuín2, A. del Campo1, J. Chaboy3, M. A. García1, and N. Carmona2

1 Institute of Ceramic and Glass, CSIC, Madrid, Spain

2 Department of Materials Physic, Complutense University at Madrid, Spain

3 Materials Science Institute of Aragon (ICMA-CSIC) & Department of Condensed Matter Physics, University of Zaragoza, Spain

E-mail: aida.serrano@icv.csic.es

Transition metal cations incorporated in the glass as chromophores exhibit modifications of their oxidising state and chemical environment as the glass suffers a decay process. We present here a combined study of historic glass decay by means of Confocal Raman Microscopy (CRM) and X-ray absorption spectroscopy (XAS). Surface weathering and bulk structure have been characterized by CRM while chromophores modifications have been monitored by measuring X-ray absorption near edge structure, XANES, and extended X-ray absorption fine structure, EXAFS. We apply these techniques to glasses with different colours and from different periods ranging from 1st century BC to 18th century, showing the possibilities of both techniques for qualitative analysis of glass decay. In particular, we have found that it is possible to establish a relationship between the oxidation state of Fe and Cu cations and the decay suffered by the glass by XAS. In contrast, our results indicate that the Mn oxidizing state is not directly involved in the glass decay of the studied samples.

30

Growth and Characterization of iron oxide nanoparticles embedded in silica sol-gel thin films

J. López1, A. Serrano2,M. Abuín1,3, M.A. García 2, O. Rodríguez1, N. Carmona1 1 Dpto. Física de Materiales, UCM, 28040 Madrid

2Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, 28049 Madrid 3 CEI Campus Moncloa, UCM-UPM, 28040 Madrid

e-mail: jesloppez@gmail.com

Fig.1. a) Optical image of the coating of SiO2 with iron oxide nanoparticles upon Si(100) annealed at 1000ºC; b) AFM topographical detail of the previous area; c) Raman image in depth along the line pointed on b): α-Fe2O3 (blue), silicon (white) and silicon dioxide (red).

Fe2O3 polymorphs (α,β,γ and ε) show unique bio-chemical, magnetic, catalytic, and other properties that make them suitable for specific technical and biochemical applications1.Various approaches have been developed for the synthesis of iron oxide nanoparticles, among them stand out the sol-gel method due to its simplicity and reproducibility. In this work we havesynthesizedFe2O3nanoparticles embedded in SiO2films,focusing on the growth conditions that favor the presence of one of the phases over the others. Specifically, the parameters considered are: films composition, temperature of treatment and roughness of the substrate. Samples have been characterized by X-Ray Diffraction, Atomic Force Microscopy and Confocal Raman Microscopy2. This technique has been fundamental to understand the structural properties, to distinguish the different iron oxide phases as well as to map the films both on the plane and in depth. This issue is crucial due to the presence of several phases simultaneously in most of the samples. 1 Libor Machala et al.Chem. Mater.2011, 23, 3255-3272. 2Qin Han et al. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 5034-5038.