Publicación: Estudio estructural del compuesto ZnO dopado con cerio mediante difracción de rayos X usando el software Matlab
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Resumen en español
En este estudio se desarrolló un algoritmo en el software Matlab para el análisis de las propiedades estructurales del óxido de zinc (ZnO) dopado con cerio (Ce) en concentraciones molares comprendidas entre 0.01 ≤ x ≤ 0.05, utilizando el método sol-gel para su síntesis. La caracterización estructural se realizó mediante difracción de rayos X (DRX), identificándose dos fases principales: ZnO con estructura tipo wurtzita y CeO2 con estructura tipo fluorita. Mediante el algoritmo implementado en Matlab para el refinamiento Rietveld, se determinaron los parámetros de red tanto del ZnO puro y ZnO dopado con Ce, obteniéndose valores de a = 3.2500 Å y c = 5.2072 Å para el ZnO puro, y observándose una variación de los parámetros de red a y c en las muestras dopadas. El volumen de celda, también calculado mediante este refinamiento, se encontró en un rango comparable a los valores reportados en la literatura. Asimismo, se efectuó un análisis de microtensiones y densidad de dislocaciones, permitiendo evaluar las deformaciones internas y defectos estructurales en la red cristalina del material. El tamaño de cristal se estimó mediante la ecuación de Scherrer, considerando siete picos de difracción seleccionados, obteniéndose un valor promedio de 36.37 nm.
Resumen en inglés
In this study, an algorithm was developed in Matlab software for the analysis of the structural properties of cerium-doped zinc oxide (ZnO) at molar concentrations ranging from 0.01 ≤ x ≤ 0.05, using the sol-gel method for its synthesis. Structural characterization was performed by X-ray diffraction (XRD), identifying two main phases: ZnO with a wurtzite-type structure and CeO2 with a fluorite-type structure. Using the Rietveld refinement algorithm implemented in Matlab, the lattice parameters of both pure ZnO and Ce-doped ZnO were determined, obtaining values of a = 3.2500 Å and c = 5.2072 Å for pure ZnO, and observing a variation in the lattice parameters a and c in the doped samples. The cell volume, also calculated using this refinement, was found to be within a range comparable to values reported in the literature. A microstrain and dislocation density analysis was also performed, allowing for the evaluation of internal deformations and structural defects in the material's crystal lattice. The crystal size was estimated using the Scherrer equation, considering seven selected diffraction peaks, yielding an average value of 36.37 nm.