B.E.A. Trabajos de Investigación y/o Extensión

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A DFT study of the structural and electronic properties of cerium-doped zinc oxide
(Universidad de Córdoba, 2024-11-13) Rodriguez Mena, Eimy Yohana; Alcalá Varilla, Luis Arturo; Casiano Jimenez, Gladys Rocio; Ortega López, César
Recent experimental studies have shown that the photocatalytic activity of zinc oxide is enhanced when doped with cerium and that these enhancements depend on the doping concentration, particularly the highest photocatalytic activity rates have been reported for cerium concentrations in zinc oxide close to 3\% or 5\%. So far, there is no sufficient explanation for why the maximum photocatalytic activity rates of cerium-doped zinc oxide occur for the above concentrations. The main objective of this work is to try to explain those mentioned above. For this, we carried out a study based on the density functional theory on the effects generated on the structural and electronic properties of different concentrations of cerium in zinc oxide, and we found that the relative position of the fermi level could be related to the highest photocatalytic activity of the $Zn_{1-x}Ce_xO$. We also observed that the energy band gap of the $Zn_{1-x}Ce_xO$ system decreases when the cerium concentration decreases, which may mean that cerium-doped zinc oxide can absorb visible light. Furthermore, the progressive decrease of the energy band gap is associated with a reduction of the lattice parameters of the system
Acceso abierto
Comportamiento de histéresis, exchange bias y compensación en un ferrimagneto tipo Ising
(Universidad de Córdoba, 2024-11-13) Torres Contreras, Martín Elías; Espriella Vélez, Nicolás Antonio de la; Yances, Julio Madera
En los sistemas ferrimagnéticos los espines se alinean antiparalelamente al interior de la red, pero a diferencia de los materiales antiferromagnéticos las magnitudes de los momentos magnéticos son distintas. Esto conlleva a que en los ferrimagnetos exista una magnetización espontánea por debajo de la temperatura crítica, en la cual se da una transición de fase. Las estructuras ferrimagnéticas experimentan interesantes fenómenos con potenciales aplicaciones en la industria moderna y la tecnología contemporánea, útiles para el mejoramiento de la calidad de vida de la humanidad. Las configuraciones de espines mixtos, como las ferrimagnéticas, han sido ampliamente estudiadas tanto teórica como experimentalmente, lo cual se comprueba en los estudios realizados por, N. De La Espriella et al. El objetivo de este trabajo es la caracterización termomagnética de un sistema ferrimagnético de momentos magnéticos 2 y 7/2, el cual está estructurado en una red bidimensional compuesta por dos subredes cuadradas A y B. La caracterización del ferrimagneto consiste en el análisis de diversos fenómenos magnéticos experimentados por el sistema, cuando se consideran interaciones internas y externas en la red. Para el estudio de esta configuración se usan técnicas de simulación Monte Carlo, algoritmos tipo baño térmico y una configuración antiferromagnética basada en un modelo de Ising mixto.
Acceso abierto
Estudio de propiedades de skyrmions aislados en sistemas ferromagnéticos
(Universidad de Córdoba, 2024-08-23) Mejía Oquendo, Jose Rafael; López Ortiz, Javier del Cristo; Espriella Vélez, Nicolas Antonio de la; JIMENEZ NARVAEZ, ROSBEL
Se estudiaron propiedades magnéticas de un skyrmion aislado, usando al MnSi como el material magnético base, lo que implica un tipo de simetría y anisotropía magnética. Posteriormente se tomaron en cuenta las interacciones magnéticas que conllevan a la formación del skyrmion, siendo la interacción de Dzyaloshinski-Moriya la principal causa de la formación de skyrmions. Se tiene en cuenta de que la muestra presenta una anisotropía magnética cubica y no unixial, que conduce una ecuación de movimiento que describe los estado del sistema skyrmions en el equilibrio. Asimismo, todas las interacciones magnéticas se tomaron dentro de la aproximación de límite al continuo, con el fin resaltar los efectos de las simetrías cristalinas en el estado de equilibrio del sistema.
Acceso abierto
Intercambio de entrelazamiento multipartito
(Universidad de Córdoba, 2024-08-21) Molina Rodríguez, Jose Sebastián; Susa Quintero, Cristian Edwin; Peniche Blanquicet, Franklin; Garrido Vertel, Hernan
El intercambio de entrelazamiento es un método utilizado para distribuir las propiedades de la naturaleza subatómicas (correlaciones cuánticas) entre partículas distantes y no interactuantes. Para estudiar el intercambio de entrelazamiento multipartito, existen dos enfoques: aumentar el número de fuentes iniciales con dos partículas en cada una, o considerar dos fuentes con múltiples partículas. En este trabajo, se consideran dos fuentes con múltiples partículas. Aunque es bien sabido que los estados que presentan entrelazamiento máximo pueden mantenerse con un entrelazamiento máximo, incluso al aumentar el número de partículas consideradas inicialmente en las fuentes. En este trabajo, se analiza el intercambio de entrelazamiento para estados puros y mezclados. Con la ayuda del formalismo del operador densidad, se estudian las probabilidades de ocurrencia y, posteriormente, mediante la concurrencia triangular, se calcula el entrelazamiento. En la primera etapa, se consideran estados puros en las fuentes iniciales. Considerando estados GHZ, se observa que se obtiene la misma probabilidad de ocurrencia y el mismo entrelazamiento para cada medida de Bell, que no depende del número de partículas considerada inicialmente en las fuentes. Luego, se consideran estados tipo W, observando que se obtienen distintas probabilidades de ocurrencia y entrelazamiento, en este caso, hay una dependencia respecto al número de partículas en las fuentes. En la segunda etapa, se consideran estados mezclados mediante la definición de los estados de Werner. En particular, se consideran estados W bajo la acción de un ruido blanco o un canal de amortiguamiento, en ambas fuentes iniciales, y se discute el efecto de los ruidos sobre la cantidad de entrelazamiento intercambiado.
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Estudio de un sistema de espines en un dímero
(Universidad de Córdoba, 2024-08-20) Vega Carvajal, Eder Luis; López Ortiz, Javier; Espriella Vélez, Nicolás De La; Sanchez Pacheco, Luis Carlos
Este trabajo de grado presenta un análisis detallado de sistemas de espines en dímeros, enfocándose en la interacción de espines y los efectos de la simetría sobre las energías del sistema. Se exploran las diferencias de energía entre estados de alta y baja simetría, destacando que los estados de simetría rota tienen energías más bajas, lo que implica una mayor estabilidad. Además, se estudian los efectos de interacciones anisotrópicas y antisimétricas, mostrando cómo estas rompen la degeneración de niveles de energía y complejizan las propiedades magnéticas del sistema. También se abordan las propiedades de la susceptibilidad magnética y la influencia de las simetrías cristalinas, lo que subraya la importancia de estos factores en la caracterización de materiales magnéticos complejos.
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Cálculo del ancho de línea de la resonancia ferromagnética (FMR) en películas ultradelgadas
(Universidad de Córdoba, 2024-08-19) Ortiz Olarte, Brayan De Jesús; López Ortiz, Javier; Rosbel Jiménez Narváez; Franklin Peniche Blanquicet
En este trabajo se empleó un formalismo clásico para determinar los anchos de línea de la resonancia ferromagnética (FMR) en una película ultradelgada. Como resultado, se derivó una expresión analítica para el campo magnético efectivo del sistema propuesto. Se llevó a cabo la expansión en serie de Fourier de los campos magnéticos y la magnetización. Asimismo, se calcularon las componentes dinámicas del campo magnético efectivo en función del vector de onda. Subsecuentemente, se determinaron las componentes del tensor de susceptibilidad magnética transversal. Finalmente, se estableció la relación de dispersión para el sistema.
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Evaluación de dosis recibida en cristalino en pacientes de cáncer de cuello uterino tratados con braquiterapia y teleterapia usando dosímetros comerciales tld 100
(2024-08-14) Arizal Viloria, Wendy Sofía; Cogollo Pitalúa, Rafael Ricardo; Vergara Hernández, José Gregorio; Pérez Velásquez, Amer Jesús; Alvarin Bettin, Gustavo
En este trabajo se busca determinar la dosis promedio llegada al cristalino en pacientes con Cáncer de cuello uterino que son tratadas con braquiterapia (BQT) de alta tasa de dosis (HDR) y radioterapia externa (RTE) y la atenuación de la fuente en la pelvis, en dirección casi perpendicular al cuello del útero. Primero se determina el tratamiento de dosis a seguir a través de placasM radiográficas (2D) para su posterior planificación tridimensional basada en tomografíaN computarizada (3D). Durante el tratamiento cristales TLD 100 se ubican en la pelvis y sobre los ojos a 30 pacientes de BQT de HDR y a 12 pacientes de RTE. En los tratamientos de BQT de HDR el porcentaje de dosis media medida en la pelvis (punto P1) estuvo entre el 4,6 y 5,1% para dosis administrada entre 500 y 700 cGy, mientras que sobre los ojos (Punto P2) el porcentaje de dosis registrado estuvo entre 0.02 y 0.03% para el mismo rango de dosis administrada. En los tratamientos de RTE, el porcentaje de dosis media registrada sobre los ojos (Punto P2) estuvo entre 0.07 y 0.14% de la dosis administrada entre 180 y 300 cGy.
Acceso abierto
Estudio Mössbauer de cerámicas precolombinas "Marrón Inciso" obtenidas de yacimientos arqueológicos en la vereda Betania Antioquia
(Universidad de Córdoba, 2024-08-20) Rhenals Pinto, Jesús Daniel; Sánchez Pacheco, Luis Carlos; Oviedo Cueter, Juan Manuel; Cogollo Pitalua, Rafael Ricardo
En el presente trabajo se hace un estudio Mössbauer y análisis SEM-EDX de un total de 8 muestras arqueológicas (MI-22, MI-23, MI-24, MI-25, MI-26, MI-27, MI-28, MI-29) provenientes del estudio “Prospección e Inventario Arqueológico de la Vereda Betania, Municipio El Carmen de Viboral (Antioquia)”. Las muestras corresponden a fragmentos de cerámica, loza y teja, provenientes de 71 yacimientos arqueológicos relativos a ocupaciones de sociedades agrícolas prehispánicas y a ocupaciones recientes cuya cronología relativa posiblemente sea de la época de la República. El estudio Mössbauer nos permitió caracterizar las muestras correspondientes a la ocupación “Marrón Inciso” (entre siglos I AC y VIII DC) del estudio de prospección, tal que fue posible asociarlas con ciertos minerales identificados en función de los parámetros hiperfinos obtenidos del ajuste de los espectros. El ajuste de los espectros se hizo mediante el programa “RECOIL”, considerando un modelo de sitios Lorentzianos, en donde se tomaron sitios asociados con dobletes y/o sextetos. Lo anterior permitió identificar que todas las muestras tenían en su contenido fases de silicatos en cuya composición hay hierro divalente y trivalente. Así mismo, pudimos identificar que cuatro de las muestras poseen fases magnéticas minoritarias. Por medio del análisis SEM-EDX se identificaron aquellos elementos que componen las muestras y la cantidad de los mismos. Reportamos que aquellos con mayor concentración en todas las muestras cerámicas son el Oxigeno (O) y el Silicio (Si).
Acceso abierto
Energía generada por un panel solar fotovoltaico bajo diferentes técnicas de seguimiento solar considerando seguimiento continuo y por pasos
(Universidad de Córdoba, 2024-08-16) Banda Orozco, Daniel; Oviedo Cueter, Juan Manuel; Racero Galagara, Gustavo; Peniche Blanquicet, Franklin
Este estudio se enfoca en analizar el desempeño de un sistema fotovoltaico aislado dotado con seguimiento solar mediante simulaciones llevadas a cabo con Matlab, considerándose sistemas de seguimiento solar acimutal y altacimutal basado en cálculos astronómicos. El análisis se realizó específicamente para un lugar en Montería-Córdoba, ubicada en una región de baja latitud en Colombia, considerándose seguimiento continuo y por pasos, desde las 6.00 hasta las 18.00 horas para cada día del año 2023. Para el cálculo de la radiación solar incidente en plano horizontal y sobre el plano del generador, se emplearon modelos de radiación solar adaptados a condiciones de atmósfera despejada haciendo uso de funciones implementadas en el paquete de librerías PVLIB desarrollado por el equipo de colaboración en Sandia National Laboratories, paquete de librerías ofrecido por la entidad como códigos abiertos para usos educativos. Para el desarrollo de este trabajo fue de gran importancia, además, la información suministrada para fines educativos de la página de la NASA, de la cual se obtuvieron datos de temperatura y de velocidad del viento para el lugar de estudio y para cada día del año 2023. Para cada una de las técnicas de seguimiento estudiadas, la energía eléctrica anual producida por el plano generador fue estimada, realizando comparaciones entre los resultados obtenidos, con el fin de establecer criterios de selección del sistema de seguimiento solar más adecuado con miras a maximizar la energía eléctrica anual producida y acorde además con las necesidades del usuario.
Restringido
Contribución al estudio del cambio climático en la cuenca media y baja del río Sinú, a partir de variables termodinámicas atmosféricas y radiativas (1983-2022)
(Universidad de Córdoba, 2024) Álvarez Pereira, Carolina José; Gónima, Leonardo; Garrido Vertel, Hernán Enrique; Racero, Gustavo
En el presente trabajo se estudió el fenómeno del cambio climático en la cuenca media y baja del río Sinú mediante variables termodinámicas, radiativas y precipitación entre 1983 y 2022. La zona de estudio está representada por las estaciones meteorológicas Planeta Rica, Maracayo, Colomboy, Turipaná, El Salado, La Doctrina y San Bernardo del Viento. Se recopilaron datos de Temperatura (T), Humedad relativa (HR) y Precipitación (pp), los cuales fueron procesados teniendo en cuenta ciertas condiciones meteorológicas. Seguidamente, se calcularon los promedios y acumulados mensuales y anuales, que posteriormente fueron sometidos a análisis de calidad mediante métodos estadísticos con alto grado de significancia. Con el cálculo de los promedios y acumulados mensuales y anuales, se calcularon variables como: densidad de vapor de agua (ρ_v), razón de mezcla (w), evapotranspiración potencial (ETP), precipitación (pp), radiación atmosférica (L_↓), radiación térmica emitida por la superficie (L_↑) y balance de radiación térmica (L^*). Se realizó un análisis de tendencia general (1983-2022), el cual muestra para las variables seleccionadas una tendencia general al aumento (incrementos positivos) y a la disminución (incrementos negativos). Sin embargo, con el análisis de tendencias parciales, se identifica una intensificación (mayores incrementos) en cada una de las variables a partir de 2008/2009 debido al incremento del cambio climático a partir de esos años, atribuido al aumento de la actividad antrópica en la zona de estudio. Además, se determinó que la cuenca media y baja del río Sinú se encuentra bajo el efecto del fenómeno ENOS, ya que los máximos y mínimos de las variables termodinámicas, radiativas y pp están relacionados con la ocurrencia de El Niño y La Niña, y estos a su vez están influenciados por el calentamiento global, intensificando su efecto a medida que transcurren los años. Finalmente, también se confirma la intensificación del efecto del cambio climático en la cuenca media y baja del río Sinú con el cálculo de la clasificación climática de Lang F, la cual muestra para la zona de estudio un clima húmedo de sabana con tendencia a volverse un clima semiárido/árido en el futuro y el índice de confort térmico PR, que corresponde a un clima caluroso con tendencia a ser muy caluroso, a medida que transcurre el tiempo.
Acceso abierto
Diseño e implementación de un sistema de seguimiento solar basado en sistemas embebidos
(Universidad de Córidoba, 2024-08-16) Garcés Montes, Ronald; Oviedo Cueter, Juan; Jiménez Narváez, Rosbel; Racero Galagara, Gustavo
En el presente trabajo se diseñó y construyó un sistema de seguimiento solar altacimutal a partir de sistemas embebidos, el cual permite maximizar la energía generada por un panel solar fotovoltaico. El sistema de seguimiento implementado permite determinar de modo adecuado la posición del Sol y consigue un seguimiento solar en el rango de ángulos de acimut entre 0 y 360 grados y en el rango de ángulos de elevación entre 30 y 90 grados, operando en modo de seguimiento continuo y en modo de seguimiento por pasos, con intervalos de seguimiento definidos por el usuario. Con el sistema construido, y para los ensayos realizados, se obtiene un incremento porcentual de 18.4% en la energía generada por un panel dotado de seguimiento solar con respecto al generado por el panel solar en modo estático (horizontal), y operando bajo las mismas condiciones de operación, teniendo en cuenta lo anterior, se resalta la importancia y la ventaja que se tiene cuando estos sistemas son implementados con miras a maximizar la energía producida.
Acceso abierto
Codopado estratégico para incrementar el magnetismo en la monocapa de nitruro aluminio hexagonal
(Universidad de Córdoba, 2024-08-14) Pérez Rossi, Kevin David; Ortega López, Cesar; Espriella Vélez, Nicolás De la; Murillo García, Jean Fred; Meléndez Martínez, Raul Francisco; Lara Martínez, Ronald Steven; Arteaga Calderón, Mario
En este trabajo, se hace un estudio sobre los co-dopados con manganeso (Mn) y oxigeno (O) en la monocapa AlN hexagonal planar, en la geometría 4x4 (h-4x4-AlN (0001)). Los cálculos se ejecutan usando la Teoría del Funcional de la Densidad junto con pseudopotenciales atómicos y una base de ondas planas. La monocapa se modela usando el esquema del slab periódico. Aquí, se hacen, por separado, dos co-sustituciones de los átomos Al y N por Mn y O, respectivamente. En el primer caso, los átomos sustitutos, se colocan a una distancia lo suficiente grande de modo que las impurezas, no interactúen, es decir no forman la molécula Mn-O. En el segundo caso, los átomos sustitutos, se colocan a una distancia lo suficiente pequeña de modo que las impurezas, interactúen, es decir se forma la molécula Mn-O. Se encuentra que las propiedades estructurales de la monocapa con impurezas, no interactuantes, no cambian significativamente, con respecto a la monocapa prístina, mientras que, en el caso de las impurezas, interactuantes, sí cambian significativamente, con respecto a la monocapa prístina. En particular, la distancia optima entre las impurezas interactuantes del par atómico, es ≈2.4 Å, mientras que la longitud de enlace del par atómico, en las impurezas, no interactuantes, es ≈2.1 Å. En todos los casos, se establece la estabilidad termodinámica y analizan las propiedades electrónicas de la monocapa h-AlN con y sin impurezas de Mn y O, a través de cálculos de la energía de formación y DOS/carga Löwdin , respectivamente. En ambos casos, pares atómicos (Mn y O) interactuantes y no interactuantes, la monocapa presenta propiedades magnéticas, con una magnetización total de 5.0 μ_0/cell y 4.9 μ_0/cell, respectivamente. De estos resultados, se infiere que, en el caso en el que las impurezas interactúan, la magnetización en la monocapa AlN codopada, se incrementa significativamente, con respecto al caso en que las co-impurezas, no interactúan.
Acceso abierto
Fenómenos discontinuos, de compensación e histéresis en un sistema magnéticamente ordenado
(Universidad de Córdoba, 2024-02-03) Yances Morales, Carlos Andrés; Espriella Vélez, Nicolás de la; MADERA YANCES JULIO; JIMENEZ NARVAEZ, ROSBEL; LOPEZ, JAVIER DEL CRISTO
En este trabajo se estudió un sistema magnéticamente ordenado tipo Ising ferrimagnético, estructurado sobre una red de tamaño L x L sitios, con L=120, formado por una configuración bipartita de subredes cuadradas A y B. Cada sitio en la estructura está ocupado por una partícula de Ising de espín S=3/2 en la subred A y espín Q=7/2 en la subred B. En toda red, cada espín se acopla con interacciones de intercambio, J_1 para primeros vecinos (espines S-Q), J_2 para segundos vecinos (espines S) y J_3 para segundos vecinos (espines Q); además se tienen en cuenta campos cristalinos D_1 y D_2, para la subred A y B respectivamente, y un campo magnético externo longitudinal h. Lo anterior, permite definir el Hamiltoniano (H), y así, mediante simulaciones Monte Carlo (MC) se investiga el efecto de los parámetros: D_2, J_3 y h sobre comportamiento termomagnético del sistema. Se encontraron fenómenos como: temperaturas de compensación, discontinuidades en la magnetización, temperaturas críticas y lazos de histéresis magnética.
Acceso abierto
Análisis de la dinámica de onda de espín en un sistema ferromagnético usando el formalismo hamiltoniano
(Universidad de Córdoba, 2024-02-02) Arrieta Palencia, Isaac Daniel; López Ortiz, Javier del Cristo; Espriella Vélez, Nicolás Antonio de la; Sánchez Pacheco, Luis Carlos
En el presente trabajo se estudia la dinámica de onda de espín en un sistema ferromagnético en el marco del formalismo Hamiltoniano, empleando variables canónicamente conjugadas definidas por el formalismo para transformar las ecuaciones de torque de la magnetización definidas por las ecuaciones de Landau-Lifshitz(LL) y Landau-Lifshitz-Gilbert(LLG). La expansión de los coeficientes del Hamiltoniano se expandió hasta tercer orden para una muestra magnetizada uniformemente, se obtuvieron las ecuaciones generales para los modos normales de onda de espín para las ecuaciones (LL) y (LLG), además, se calcularon las relaciones de dispersión y la velocidad de grupo para las ondas de espín para un campo externo (He ) y vectores de onda k generales. La aplicación del modelo se realizó utilizando una película delgada de Permalloy(py) magnetizada en el plano, Ms es paralelo al campo externo aplicado y perpendicular al vector de onda k, además se consideraron los casos donde la película delgada presenta ausencia y presencia de anisotropía perpendicular, se observó que para esta configuración, la muestra no presenta efectos no lineales notorios puesto que los coeficientes asociados a estos fenómenos son nulos.
Embargo
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.
Embargo
Estudio de oligodendroglioma grado III y meningiomas anaplásicos con un enfoque fractal y análisis de escalamiento
(Universidad de Córdoba, 2024-02-01) Martínez Guzmán, Luis Fernando; Torres Hoyos, Francisco José; Baena Navarro, Rubén Enrique; Espriella Vélez, Nicolás De la; Oviedo Cueter, Juan Manuel
Todos los tumores cancerígenos exhiben una geometría irregular debido a la distribución espacial desigual sus células. La irregularidad geométrica ocurre durante el proceso de crecimiento y se evidencia en la interfaz del tumor huésped, en la red vascular y en la difusión espacial del tumor a través del tiempo. En este sentido la geometría fractal proporciona una noción de dimensión que caracteriza a estos órganos complejos e irregulares. En el presente trabajo, el análisis de escala se utiliza para la extracción de parámetros dinámicos que caracterizan los procesos de crecimiento tumoral en tumores cerebrales. Los resultados indican que tanto los Oligodendrogliomas de grado III y los Meningíomas anaplásicos tienen un comportamiento como lo propuesto por Family-Viseck y Anzat, que conforman una variedad de modelos de crecimiento balístico
Acceso abierto
Diseño e implementación de un sistema para depósito de películas delgadas por el método de spin coating
(Universidad de Córdoba, 2024-02-01) Urango Alarcón, Alfredo Luis; Oviedo Cuéter, Juan Manuel; Sánchez Pacheco, Luis Carlos; Peniche Blanquicett, Frankiln Edwin
En el presente trabajo se diseñó e implementó un equipo de bajo coste para el depósito de películas delgadas utilizando el método spin coating. El dispositivo fue construido a partir de un motor brushless y un controlador electrónico de velocidad ESC de 30 A. Como sistema de procesamiento de datos se utilizó una placa de desarrollo Arduino Uno, la cual se eligió por su bajo coste, características técnicas, facilidad de uso y programación, fácil acceso a librerías, entre otros. El prototipo construido muestra en tiempo real la velocidad de giro (RPM) a la que opera. La etapa de visualización de datos del dispositivo fue realizada a partir de una pantalla LCD 16*2. El sistema construido opera de modo manual y puede ser usado para el recubrimiento de películas delgadas de interés.
Acceso abierto
Propiedades estructurales, energéticas y electrónicas de nuevas monocapas hexagonales de TiO2: un estudio ab initio
(Universidad de Córdoba, 2024-02-01) Arteaga Calderón, Mario Luis; Ortega López, Cesar; Casiano Jimenez, Gladys Rocio; Murillo García, Jean Fred; Espriella Vélez, Nicolas Antonio de la
En el presente trabajo se realizó el estudio de las propiedades estructurales, termodinámicas y electrónicas del dióxido de titanio en fase hexagonal y trigonal prístinas en volumen y monocapa, utilizando la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) en la aproximación de GGA-PBE junto a pseudopotenciales atómicos, una base de ondas planas y correcciones de dispersión D2 y D3 para dar cuenta de las interacciones de Van der Waals. Las monocapas se modelan utilizando el esquema de slab periódico. Una vez se optimizan los parámetros estructurales en cada fase, se determinan las propiedades estructurales, termodinámicas, electrónicas y magnéticas en cada fase en el volumen y monocapa. Los sistemas en volumen y monocapa muestran estabilidad energética y termodinámica por lo que su formación en el laboratorio teóricamente resulta posible. Se encontraron valores de energía de enlace intercapas de 18.384 meV/Å^2 y 12.519 meV/Å^2 y exfoliación de 18.500 meV/Å^2 y 12.519 meV/Å^2 para la fase hexagonal y trigonal, respectivamente. Las características electrónicas indican que el dióxido de titanio en fase hexagonal (H-TiO2) y trigonal (T-TiO2) es semiconductor de bandgap indirecto. En volumen, la fase hexagonal presenta un bandgap indirecto de 0.523 eV y la fase trigonal un bandgap indirecto de 2.487 eV. Las monocapas presentan un bandgap indirecto de 1.220 eV para la fase hexagonal y un bandgap indirecto de 2.660 eV para la fase trigonal, se observó que el bandgap de los sistemas variaba al disminuir la dimensionalidad.
Acceso abierto
Un estudio teórico sobre los energéticos, propiedades estructurales y electrónicas de los sistemas binarios MX (M=B,Al; X=S) 2D hexagonales: a través de la DFT
(Universidad de Córdoba, 2024-01-29) Lara Martínez, Ronald Steven; Ortega López, Cesar; Casiano Jiménez, Gladys Rocío; Alcalá Varilla, Luis; De la Espriella Vélez, Nicolás
En este trabajo, se hace un estudio de las propiedades estructurales (constante de red, longitudes de enlace, etc.) y electrónicas (a través de la densidad de estados -DOS- parciales y totales y la estructura de bandas electrónicas) de las monocapas MX (𝑀=𝐵,𝐴𝑙 𝑦 𝑋=𝑆), utilizando la geometría de la monocapa (GaS) en la fase hexagonal 2H. Los cálculos se realizaron utilizando la teoría del funcional de la densidad (Density Functional Theory: DFT) dentro de las aproximación de gradiente generalizado (Generalized Gradient Approximation: GGA) en la parametrización de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE), junto con pseudopotenciales atómicos ultrasuaves de Vanderbilt con electrones de valencia en los estados B(2s,2p), Al (3s,3p) y S(3s,3p) y una base de ondas planas, como se implementa en el paquete computacional Quantum-ESPRESSO (opEn-Source Package for Research in Electronic Structure, Simulation, and Optimization). Para dar cuenta de las fuerzas dispersivas de London o comúnmente conocida fuerzas de Van der Waals, se usan las correcciones de Grimme D2 Y D3 (o GGA+D2 Y GGA+D3). Las monocapas 2H-MX (gr. #187) se modelan teniendo en cuenta el esquema de slab periódico o terraza periódica. Una vez alcanzado los valores óptimos para el slab periódico (región de vacío, energía de corte para las funciones de onda, energía de corte para la densidad de carga y maya de punto k), se determinan las propiedades estructurales de las monocapas en estudio (constantes de red, longitudes de enlace, etc.), así como sus energéticos (energía de cohesión, energía de formación, energía de exfoliación y energía de enlace intercapa para los sistemas en volumen). Se encuentra que, los valores para la energía de formación de las monocapas 2H-BS y 2H-AlS, son -0.52 eV/átomo y -1.08 eV/átomo mediante GGA-PBE+D2, respectivamente. Así mismo, se encuentra que, los valores para las energías cohesión de las monocapas 2H-BS y 2H-AlS, son 16 -5.27 eV/átomo y -4.33 eV/átomo mediante GGA-PBE+D2, lo cual indica que, la monocapa 2H-BS es energéticamente favorable.
Acceso abierto
Energéticos y propiedades electrónicas del sulfuro de galio 3D y 2D hexagonal, un estudio de primeros principios
(Universidad de Córdoba, 2024-01-30) Meléndez Martínez, Raúl Francisco; Ortega Lopez, Cesar; Casiano Jimenez, Gladys Rocio; Espitia Rico, Miguel; Alcalá Varilla, Luis; Espriella Vélez, Nicolás De la
En este trabajo, se hace un estudio de las propiedades estructurales (constante de red, longitud de enlace, etc.) y electrónicas (densidad de estados (DOS), bandas y carga Bader) del sulfuro de galio (GaS) en su fase hexagonal (β-GaS), tanto en volumen como en la monocapa. Los cálculos se realizan utilizando la teoría del funcional de la densidad (DFT: del inglés Density Functional Theory) dentro de la aproximación del gradiente generalizado (GGA: del inglés Generalized Gradient Approximation) parametrizada por Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE), junto con pseudopotenciales atómicos y una base de ondas planas implementada en el paquete QuantumESPRESSO. Para dar cuenta de las interacciones débiles de Van der Waals, se usan las correcciones de Grimme D2 y D3 (o GGA + D2 y GGA + D3)