La detección de neutrones es crucial en el ámbito médico para determinar la dosis y control de las zonas de exposición. Esto se consigue desarrollando sensores capaces de determinar el número de neutrones acumulados o absorbidos. Actualmente, los detectores se basan en la detección de la interacción de los neutrones con núcleos particulares como el 6Li en capas transductoras que permiten obtener una medida electrónica proporcional. En esta tesis se han desarrollado óxidos de litio, concretamente ferrita de litio y titanato de litio, que actúan como capas activas para la detección de neutrones utilizando detectores médicos de carbonato de silicio desarrollados en el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC). Los materiales se sintetizaron produciendo primero una capa de óxido mediante un proceso hidrotermal o de microondas. A continuación, se hace un proceso de litiación. Este enfoque en dos pasos proporciona películas finas cristalinas. Para optimizar el proceso, también desarrollamos un método de un solo paso en el que el óxido a base de litio se produce directamente. Los resultados muestran que, en función del método utilizado, las películas finas muestran diferentes morfologías (grosor y porosidad), estructuras cristalográficas y cristalinidad, así como contenido en litio. En particular, las muestras de titanato de litio muestran un alto contenido de litio, pero requieren de un recocido a alta temperatura (aprox. 750ºC). En cambio, las ferritas de litio se pueden producir directamente a temperaturas menores. La limitación de acceso a una fuente de neutrones sólo permite caracterizar dos capas activas que muestran resultados prometedores para la detección de neutrones térmicos.

La detecció de neutrons és crucial en l'àmbit mèdic per determinar la dosi i controlar les zones d'exposició. Això s'aconsegueix desenvolupant sensors capaços de determinar el nombre de neutrons acumulats o absorbits. Actualment, els detectors es basen en la interacció dels neutrons amb nuclis específics, com el 6Li, en capes transductores que permeten obtenir una mesura electrònica proporcional. En aquesta tesi, s'han desenvolupat òxids de liti, concretament ferrita de liti i titanat de liti, que actuen com a capes actives per a la detecció de neutrons utilitzant detectors mèdics de carbur de silici desenvolupats a l'Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC). Els materials es van sintetitzar produint primer una capa d'òxid mitjançant un procés hidrotermal o de microones. A continuació, es realitza un procés de litiació. Aquest enfocament en dos passos proporciona pel·lícules primes cristal·lines. Per optimitzar el procés, també vam desenvolupar un mètode d'un sol pas en el qual l'òxid a base de liti es produeix directament. Els resultats mostren que, en funció del mètode utilitzat, les pel·lícules primes mostren diferents morfologies (gruix i porositat), estructures cristal·logràfiques i cristallinitat, així com contingut en liti. En particular, les mostres de titanat de liti mostren un alt contingut de liti, però requereixen un recuit a alta temperatura (aprox. 750 °C). En canvi, les ferrites de liti es poden produir directament a temperatures menors. La limitació d'accés a una font de neutrons només permet caracteritzar dues capes actives que mostren resultats prometedors per a la detecció de neutrons tèrmics.

Neutron detection is crucial in the medical field for determining dose and controlling exposure areas. This is achieved by developing sensors capable of determining the number of neutrons accumulated or absorbed. Currently, detectors rely on the interaction of neutrons with specific nuclei, such as 6Li, in transducer layers, allowing for a proportional electronic measurement. In this thesis, lithium oxides, specifically lithium ferrite and lithium titanate, have been developed as active layers for neutron detection using silicon carbide medical detectors developed at the Institute of Microelectronics of Barcelona (IMB-CNM-CSIC). The materials were synthesized by first producing an oxide layer through a hydrothermal or microwave process. Subsequently, a lithiation process was carried out. This two step approach provides crystalline thin films. To optimize the process, we also developed a one-step method in which lithium-based oxide is produced directly. The results show that, depending on the method used, the thin films exhibit different morphologies (thickness and porosity), crystallographic structures, and crystallinity, as well as lithium content. In particular, lithium titanate samples show a high lithium content but require high-temperature annealing (approx. 750°C). In contrast, lithium ferrites can be produced directly at lower temperatures. The limitation of access to a neutron source only allows for the characterization of two active layers, which show promising results for thermal neutron detection.