Examinando por Autor "Beltrán Jiménez, Jailes Joaquín"

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    Análisis cuantitativo de las propiedades estructurales de nanopartículas de In2O3 dopado con Fe
    (2020-06-17) Seña Lastre, Carmen Julia; Beltrán Jiménez, Jailes Joaquín
    El In2O3 es un óxido semiconductor transparente, tipo n que tiene una alta conductividad eléctrica, debido a las vacancias de oxígeno que posee, presenta una amplia brecha de banda y junto a sus propiedades químicas lo han hecho un material ampliamente utilizado en dominios fotovoltaicos, sensores, fotocatálisis, celdas solares, cristales líquidos entre otros. Cuando al óxido de indio se dopa con metales de transición 3d, como el hierro, en su red cristalina se pueden mejorar sus diferentes propiedades para potenciar sus aplicaciones. En este trabajo de investigación, se estudiaron las propiedades estructurales del In2O3 dopado con Fe, [(In1-xFex)2O3], para valores nominales de x de 0, 0.01, 0.03, 0.05, 0.08 y 0.10, sintetizado por el método de Co-precipitación. La caracterización estructural se realizó mediante la difracción de rayos X (DRX), con la cual se identificaron las fases presentes en cada una de las muestras. Los patrones de difracción se ajustaron por medio del método Rietveld, utilizando los programas MAUD, Rietica y Powdercell para calcular el parámetro de red y el volumen de celda. Adicionalmente, estos parámetros también fueron calculados mediante la ley de Bragg. El tamaño del cristalito y el strain se calcularon por medio de los programas MAUD, y Powdercell y con los datos arrojados por el program Rietica utilizando la ecuación de Scherrer y la Williamson-Hall. En estas muestras solo se identificó la estructura cúbica tipo Bixbíta In2O3 con grupo espacial Ia3, sin presencia de fases adicionales o impurezas. Con los tres programas utilizados se obtuvo una bondad del ajuste en el rango 1.022
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    Correlación entre las propiedades estructurales y ópticas del óxido de zinc nanoestructurado dopado con cobalto
    (2020-12-18) Flórez Galván, Luis Alfonso; Beltrán Jiménez, Jailes Joaquín
    El óxido de zinc es un material semiconductor tipo II-VI transparente en la región UV visible, con una banda prohibida de 3.37 eV a temperatura ambiente y una alta energía de enlace de excitones, 60 meV y otras importantes propiedades físico-químicas. Estas propiedades son el resultado de su poca simetría en su forma cristalina wurtzita y de su gran acoplamiento electromecánico, llegando a ser considerado en la actualidad un material optoelectrónico con cualidades muy promisorias para utilizarse en numerosas aplicaciones tecnológicas como, sensor de gases, varistores, lásers ultravioleta y visible, y componentes de celdas solares. La introducción de impurezas en la red cristalina del ZnO (dopaje) puede modificar sus propiedades estructurales y ópticas ampliando su rango de posibles aplicaciones. El principal objetivo de este trabajo es estudiar la variación de las propiedades estructurales y ópticas del ZnO dopado con Co (Zn1-xCoxO), para valores nominales de 0, 0.01, 0.03, 0.05 y encontrar alguna correlación entre ellas. Las muestras fueron sintetizadas por el método sol-gel modificado basado en la ruta del citrato y caracterizadas mediante análisis termogravimétrico, difracción de rayos X y espectroscopia UV-VIS-Reflectancia difusa. La temperatura mínima de descomposición y cristalización de los precursores poliméricos para la formación de ZnO y ZnO dopado con Co fue de 450 °C. Los parámetros a y c aumentaron con el contenido de Co, muy probablemente, debido a la presencia de iones Co2+ y Co3+ ocupando posiciones intersticiales, mientras el valor de la relación c/a encontrado podría indicar la presencia de vacancias de oxígeno en todas las muestras. El tamaño de cristalito disminuyó hasta una concentración de Co del 3% e incrementó cuando la concentración de Co fue igual al 5%. La brecha de banda mostró una disminución a medida que aumento la concentración de Co lo cual fue atribuido principalmente a las interacciones de intercambio entre los orbitales d correspondientes a los iones Co2+ y los orbitales s y p del ZnO, a la formación de vacancias de oxígeno y al incremento en el grado de distorsión de la celda unitaria. Por último, La banda prohibida (Eg) del ZnO disminuyo a medida que aumento el volumen de celda, el grado de distorsión de la celda y a medida que disminuyo la relación c/a.
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    Efecto sobre las propiedades estructurales, ópticas y magnéticas del Dopaje con cobalto en nanopartículas de Óxido de Indio (In2O3)
    (2021-07-05) Ramos Rivero, Josias David; Beltrán Jiménez, Jailes Joaquín
    El óxido de indio es un semiconductor tipo n, debido a las vacancias de oxígeno que presenta, perteneciente al grupo de los óxidos semiconductores transparentes (TCO, Transparent Conducting Oxide), los cuales se caracterizan por poseer una elevada conductividad eléctrica y una buena transparencia dentro del espectro visible con intervalos de energía prohibida anchos, típicamente del orden de 3 - 4 eV. La combinación de estas características, hacen al In2O3 un material de gran importancia en la fabricación de dispositivos optoelectrónicos, principalmente como electrodos transparentes en celdas solares, sensores de gas, fotodetectores, pantallas planas y/o táctiles o dispositivos emisores de luz orgánicos. Cuando el In2O3 se dopa con cobalto u otros metales de transición diferentes pueden ocurrir cambios en sus propiedades estructurales, ópticas y magnéticas y puede ser más activo cuando se utiliza como catalizador, más sensible y selectivo como sensor de gases y más propicio para catálisis. El principal objetivo de esta monografía es hacer una rigurosa revisión bibliográfica para estudiar el efecto del cobalto sobre las propiedades estructurales, ópticas y magnéticas de nanopartículas de In2O3 cuando se dopa con cobalto. La presente monografía consiste de cuatro capítulos. En el Capítulo 1 se estudian los principales conceptos de materiales semiconductores; en el Capítulo 2 se describe los principales métodos por vía húmeda para la síntesis de nanopartículas de In2O3 dopado con cobalto, y las principales técnicas para caracterizar sus propiedades estructurales, ópticas y magnéticas; en el Capítulo 3 se presenta las propiedades estructurales, ópticas y magnéticas del In2O3 sin dopar y en el Capítulo 4 se hace énfasis en el efecto de cobalto en las propiedades del In2O3 ya mencionadas. Dentro de la revisión bibliográfica se ha encontrado que la brecha de banda del óxido de indio sin dopar aumenta a medida que disminuye el tamaño de la partícula y que puede presentar un comportamiento ferromagnético cuando el tamaño de partícula es bastante reducido, presumiblemente a que el número creciente de vacantes de oxígeno y defectos intrínsecos superficiales parecen estabilizarse con la disminución del tamaño. El efecto del cobalto en la estructura cristalina del In2O3 tiende a disminuir su parámetro de red, debido a la diferencia entre los radios iónicos del In3+ y, principalmente, del Co2+ aumentando los defectos intrínsecos; como vacancias de oxígeno requeridas para la electroneutralidad de carga. La introducción de cobalto en el In2O3 normalmente disminuye el ancho de banda prohibida, aumentando su transparencia en el espectro visible. La disminución de la brecha de banda del In2O3 ocasionado por el cobalto fue regularmente atribuida a las interacciones de intercambio entre los electrones de los orbitales sp del óxido y los electrones d localizados de los iones Co2+. Por último, en las muestras de óxido de indio dopado con cobalto que presentaban un acoplamiento ferromagnético, el aumento en las vacancias de oxígeno y defectos superficiales ocasionadas por los iones cobalto, fue la teoría más común para explicar este comportamiento.
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    Investigación en las propiedades estructurales, vibracionales, ópticas y magnéticas en nanopartículas del ZnO dopado con cobalto por descomposición térmica de acetatos asistida por molienda mecánica
    (Universidad de Córdoba, 2024-07-05) Hernández Gutiérrez, Juan Carlos; Beltrán Jiménez, Jailes Joaquín; Barrera Vargas, Mario; Lopez Ochoa, Jesus
    El óxido de zinc puede presentarse en diferentes formas estructurales, incluyendo la estructura Rock salt, blenda de zinc y la Wurtzita hexagonal, siendo esta la más estable la tipo wurtzita a temperatura ambiente. Este ZnO con estructura hexagonal es un semiconductor tipo n, transparente en la región UV-visible con una banda de energía prohibida de 3.37 eV a temperatura ambiente y una alta energía de excitones de 60 meV. Estas características lo hacen un material prometedor en aplicaciones como sensores de gases, láseres UV-visible, y celdas solares etc. Cuando se dopa el ZnO con iones de metales de transición, como el cobalto, es posible mejorar sus posibles aplicaciones, convirtiéndolo en una opción prometedora para la ciencia de materiales, gracias a su bajo costo de producción y su fácil procesamiento. El objetivo de este trabajo es realizar una investigación en las propiedades vibracionales, cristalográficas, ópticas y magnéticas de nanopartículas de ZnO dopados con cobalto al 1, 3, 5, 8 y 10 % obtenidas mediante el método de descomposición térmica de precursores Zn(CH3COO)2•2H2O y Co(CH3COO)2 • 4H2O con una previa molienda mecánica, calcinados a 400 ºC durante 1 h. Las muestras fueron caracterizadas por análisis termogravimétrico, espectrometría FTIR, difracción de rayos X, espectroscopia UV-VIS Reflectancia difusa y magnetometría de muestra vibrante.