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Análisis cuantitativo de las propiedades estructurales de nanopartículas de In2O3 dopado con Fe

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dc.contributor.advisorBeltrán Jiménez, Jailes Joaquín
dc.contributor.authorSeña Lastre, Carmen Juliaspa
dc.coverage.spatialMontería, Córdobaspa
dc.date.accessioned2020-06-25T15:33:15Zspa
dc.date.available2020-06-25T15:33:15Zspa
dc.date.issued2020-06-17spa
dc.description.abstractEl 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<x^2<1.194 indicando una buena correlación entre los datos experimentales y la línea teórica. Se logró evidenciar una disminución del parámetro de red con el aumento de la concentración de Fe, de acuerdo con la tendencia reportada en la literatura, debido a la diferencia entre los radios iónicos del indio y el hierro. Para el tamaño del cristalito y el strain no se observó ninguna tendencia específica. En cuanto al análisis estadístico, se observó un promedio de variación del 41.76% y una confianza del 95% indicando que existe una relación entre los programas MAUD y Rietica respectivamente. Adicionalmente, este análisis indicó que hay una menor variabilidad en los parámetros de red con el programa Rietica cuando fueron comparados con estos obtenidos con la ley de Bragg.spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameQuímico(a)spa
dc.description.tableofcontentsRESUMEN ............................................................................................................................ 5spa
dc.description.tableofcontentsINTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 14spa
dc.description.tableofcontents1. OBJETIVOS ................................................................................................................... 15spa
dc.description.tableofcontents1.2. Objetivo general: ................................................................................................. 15spa
dc.description.tableofcontents1.3. Objetivos específicos: .......................................................................................... 15spa
dc.description.tableofcontents2. MARCO REFERENCIAL ............................................................................................ 16spa
dc.description.tableofcontents2.1. Marco teórico ........................................................................................................... 16spa
dc.description.tableofcontents2.1.1. In2O3 .................................................................................................................. 16spa
dc.description.tableofcontents2.1.2. Propiedades del óxido de indio (In2O3) .......................................................... 17spa
dc.description.tableofcontents2.1.3. Método de Co-precipitación ............................................................................ 18spa
dc.description.tableofcontents2.1.4. Difracción de rayos X....................................................................................... 20spa
dc.description.tableofcontents2.1.5. Método de refinamiento Rietveld ................................................................... 23spa
dc.description.tableofcontents2.1.6. Cálculo de la intensidad de los picos de difracción de rayos X .................... 24spa
dc.description.tableofcontents2.1.7. Cálculo del factor de estructura .................................................................... 25spa
dc.description.tableofcontents2.1.8. Requisitos para el uso del método Rietveld ................................................... 26spa
dc.description.tableofcontents2.1.9. Determinación del tamaño de cristal: ecuación de Scherrer ....................... 27spa
dc.description.tableofcontents2.1.10. Método Williamson-Hall ............................................................................... 28spa
dc.description.tableofcontents2.2. Antecedentes ............................................................................................................ 29spa
dc.description.tableofcontentsDISEÑO EXPERIMENTAL ............................................................................................. 32spa
dc.description.tableofcontents3.1. Preparación de las muestras ................................................................................... 32spa
dc.description.tableofcontents3.2. Procedimiento .......................................................................................................... 33spa
dc.description.tableofcontents3.3. Caracterización de las muestras ............................................................................ 34spa
dc.description.tableofcontents4. ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN ..................................................... 35spa
dc.description.tableofcontents4.1. Identificación de las fases ........................................................................................ 35spa
dc.description.tableofcontents4.2. Criterios de ajuste de los programas MAUD, Rietica y Powdercell ................... 41spa
dc.description.tableofcontents4.3. Parámetros de red ................................................................................................... 42spa
dc.description.tableofcontents4.4. Tamaño del cristalito ............................................................................................... 44spa
dc.description.tableofcontents4.5. Tensión (Strain) muestras ....................................................................................... 47spa
dc.description.tableofcontents4.6. Análisis de los resultados obtenidos con los reportados en la literatura ............ 48spa
dc.description.tableofcontents4.7. Análisis estadístico de las muestras estudiadas en referencia a los programas utilizados .......................................................................................................................... 49spa
dc.description.tableofcontents4.7.1. Análisis de variabilidad entre los programas MAUD, Rietica y Powdercell ...................................................................................................................................... 49spa
dc.description.tableofcontents4.7.2. Análisis de variabilidad entre los valores calculados y los valores de referencia. ................................................................................................................... 54spa
dc.description.tableofcontents5. CONCLUSIONES ...................................................................................................... 56spa
dc.description.tableofcontentsREFERENCIAS ................................................................................................................. 57spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.urihttps://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/3019spa
dc.language.isospaspa
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias Básicasspa
dc.publisher.programQuímicaspa
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dc.rightsCopyright Universidad de Córdoba, 2020spa
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dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0)spa
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dc.titleAnálisis cuantitativo de las propiedades estructurales de nanopartículas de In2O3 dopado con Fespa
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