Examinando por Materia "Propiedades estructurales"

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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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    Efectos del sustrato grafeno sobre la monocapa 1H-MgF2 en la juntura 1H-MgF2/grafeno
    (2022-02-21) Gómez Fuentes, C. Javier; Ortega López, César; Espitia Rico, Miguel
    En este trabajo, se hace un estudio de los efectos del sustrato grafeno sobre las propiedades estructurales (constante de red, longitud de enlace, etc.) y electrónicas (a través de las densidades de estados -- DOS -- parciales y totales y la estructura de bandas electrónicas) del fluoruro de magnesio (MgF2), en la fase hexagonal (1H-MgF2), en la juntura 1H-MgF2/grafeno. Los cálculos se realizan usando la teoría de la funcional de la densidad (Density Functional Theory: DFT) dentro de la aproximación del gradiente generalizado (Generalized Gradient Approximation: GGA) de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) junto con pseudopotenciales atómicos y una base de ondas planas, como se implementa en el paquete Quantum-ESPRESSO (opEn-Source Package for Research in Electronic Structure, Simulation, and Optimization). La heteroestructura se modela teniendo en cuenta el criterio de desajuste mínimo (mismatch<3%); el modelo de slab o terraza periódica, una monocapa 3x3$ -MgF2 gr. # 187 se acopla a una monocapa de sqrt{13}xsqrt{13}-grafeno, y los sitios geométricamente especiales del sistema. Escogida la configuración, 1H-MgF2/grafeno; inicialmente, se optimizan, de manera simultánea, la distancia de separación de las monocapas de juntura 1H-MgF2/grafeno, y las contantes de red del sistema. Una vez que el sistema alcanza los valores óptimos precitados, se determinan las contantes de red, longitudes de enlace, energía total, energía de formación del sistema. Seguidamente, se determinan las propiedades electrónicas y magnéticas de la juntura 1H-MgF2/grafeno, a través de la densidad de estados (parciales y totales) y la estructura de bandas electrónicas. Finalmente, se analiza y determina: cuál es el efecto del sustrato grafeno, sobre las propiedades estructurales y electrónicas del 1H-MgF2 en el sistema en estudio.
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    Efectos del sustrato grafeno sobre la monocapa 1T-MgF2, en la juntura 1T-MgF2/grafeno
    (2022-07-13) Hernández Márquez, Sandra Milena; Ortega López, César
    En este trabajo, se hizo un estudio de los efectos del sustrato grafeno sobre las propiedades estructurales (constante de red, longitud de enlace, etc.) y electrónicas (a través de las densidades de estados (DOS) total y parciales y estructura de bandas electrónicas) del fluoruro de magnesio (MgF2), en la fase trigonal (1T-MgF2), en la juntura 1T-MgF2/Grafeno. Los cálculos se realizaron usando la Teoría del Funcional Densidad (Density Functional Theory: DFT) dentro de la Aproximación de Gradiente Generalizado (Generalized Gradient Approximation: GGA) de PerdewBurke-Ernzerhof (PBE) junto con pseudopotenciales atómicos y una base de ondas planas, como se implementa en el paquete Quantum-ESPRESSO (opEn-Source Package for Research in Electronic Structure, Simulation, and Optimization). La heteroestructura 1T-MgF2/grafeno se simula usando el modelo de slab periódico; teniendo en cuenta las configuraciones con desajustes menores del 3% (mis match < 3 %). Escogida la configuración, 1T-MgF2/grafeno, más adecuada; inicialmente, se optimizan, simultáneamente, la distancia de separación de las monocapas en la juntura 1T-MgF2/grafeno, y las constantes de red del sistema. Una vez que el sistema alcanza los valores óptimos precitados, se determinan las constantes de red, longitudes de enlace, energía total, energía de formación del sistema. Seguidamente, se determinan las propiedades electrónicas de la juntura MgF2/grafeno, a través de la densidad de estados parciales y totales y estructura de bandas electrónicas. Finalmente, se analiza y determina: cuál es el efecto del sustrato grafeno, sobre las propiedades estructurales y electrónicas del 1T-MgF2 en el sistema en estudio. Adicionalmente, se analiza las propiedades estructurales y electrónicas de la juntura 1T-MgF2/grafeno.
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    Efectos sobre las propiedades estructurales y electrónicas resultantes de adicionar Cobre (Cu) en la superficie 001 de TiO2 en fase anatasa
    (2023-03-04) Ponnefz Durango, Rafael Eduardo; Luis Arturo Alcalá Varilla
    Se realizó un estudio mediante simulaciones computaciones de primeros principios, en el marco de la teoría del funcional de la densidad (DFT), donde se observan los efectos que generan las adiciones de clústeres de cobre (Cu3 y Cu4) a las propiedades estructurales y electrónicas de la superficie 001 de dióxido de titanio (TiO2) en fase anatasa. Para esto tuvimos en cuenta la aproximación de gradiente generalizado (GGA) en la parametrización de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE), también la corrección de Hubbard (U) tanto para los átomos de titanio Ti como para los átomos de cobre Cu. Entre los resultados, se evidenció el carácter semiconductor de la superficie de TiO2 a partir de cálculos de la densidad de estados, también se encontró que al adicionar clústeres de cobre se originan estados intermedios en la banda prohibida de energía, tales como, estados vacíos cercanos a la banda de conducción debido a orbitales p de átomos de cobre y formación de polarones debido a especies Ti3+; estos estados intermedios causan una reducción de la banda prohibida de energía, por lo que la superficie 001 de TiO2 podría absorber luz visible, con lo cual se esperaría mejoras en las propiedades fotocatalíticas del compuesto Cu/TiO2.
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    Un estudio de las propiedades estructurales y electrónicas de la monocapa MgF2, vía cálculos de primeros principios
    (2022-07-13) Hernández Padilla, Adolfo Junior; Ortega López, César
    En el presente trabajo de investigación, se hizo un estudio de las propiedades estructurales (constante de red, longitudes de enlace, energía de cohesión y energía de formación) y propiedades electrónicas (mediante el cálculo de la densidad de estados (DOS) y la estructura de bandas electrónicas) de la monocapa MgF2 en las fases 1H (hexagonal) y 1T (trigonal). Los cálculos se realizan usando la teoría de la funcional de la densidad (DFT) dentro de la aproximación del gradiente generalizado (GGA) de Perdew-Burke- Ernzerhof (PBE) junto con pseudopotenciales atómicos y una base de ondas planas como està implementado en el paquete Quantum- ESPRESSO. La monocapa se modela usando el esquema de slab o terrazas periódicas. Inicialmente, se optimizan los parámetros de la monocapa MgF2 en las fases 1H y 1T. Seguidamente, se calcula la energía de cohesión y la energía de formación de la monocapa en las dos fases precitadas. Finalmente, se determinan las propiedades electrónicas y magnéticas de la monocapa en las fases 1H y 1T, a través de la densidad de estados y estructura de bandas electrónicas.
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    Estudio DF T + U de las propiedades estructurales y electrónicas de clústeres de cobre dopados con rutenio Cu_(n−1)Ru (n = 3 − 6)
    (Universidad de Cordoba, 2024-01-30) Hoyos Morelo, Rodrigo Miguel; Alcalá Varilla, Luis Arturo; Ortiz Romero, José Daniel
    En este trabajo, se hizo un estudio teórico de las propiedades estructurales y electrónicas de nanoclústeres de cobre (Cu) dopados con rutenio (Ru) (perteneciente al grupo de metales de transición), para ello se utilizo simulaciones computacionales basadas en la Teoría del Funcional de la Densidad (Density Funtional Theory: DFT), la Aproximación de Gradiente Generalizado (GGA), la corrección de Hubbard (U), dispersión de van der Waals (vdW) y Pseudopotenciales. Se eligieron las estructuras más estables de cobre puro previamente investigadas. Luego, se doparon dichas estructuras con un átomo de rutenio en diferentes posiciones. Posteriormente, se analizaron las propiedades estructurales y electrónicas de las estructuras resultantes convergentes, comparándolas con las estructuras de cobre puras. Los resultados indicaron que la introducción de impurezas de rutenio en las estructuras de cobre puro mejora sus propiedades magnéticas. Además, se observó un aumento significativo en las longitudes de enlace de los nanoclústeres de cobre dopados con rutenio en comparación con las estructuras puras, a su ves las energías de enlace entre átomos aumento considerablemente, lo cual indica que los clústeres de cobre dopados con rutenio tiene una mayor estabilidad en términos de enlace. Finalmente, se analizó como cambian las densidades de estados de las estructuras dopadas en comparación con las estructuras de cobre puras.