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Estudio estructural del compuesto ZnO dopado con cerio mediante difracción de rayos X usando el software Matlab

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dc.contributor.advisorJiménez Narváez, Rosbel Arsenio
dc.contributor.advisorAcosta Humánez, Manuel
dc.contributor.authorAlmanza Jiménez, Héctor Manuel
dc.contributor.jurySánchez Pacheco, Luis Carlos
dc.contributor.juryOviedo Cuéter, Juan Manuel
dc.date.accessioned2025-07-15T01:54:24Z
dc.date.available2025-07-15T01:54:24Z
dc.date.issued2025-07-11
dc.description.abstractEn 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.spa
dc.description.abstractIn 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.eng
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameFísico(a)
dc.description.modalityTrabajos de Investigación y/o Extensión
dc.description.tableofcontentsResumen VIIspa
dc.description.tableofcontents1. Introducción 1spa
dc.description.tableofcontents2. Objetivos 3spa
dc.description.tableofcontentsGeneral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3spa
dc.description.tableofcontentsEspecíficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 3spa
dc.description.tableofcontents3. Aspectos teóricos 4spa
dc.description.tableofcontents3.1. Semiconductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4spa
dc.description.tableofcontents3.1.1. Materiales semiconductores . . . . . . . . .. . . . . 4spa
dc.description.tableofcontents3.1.2. Óxido de zinc . . . . . . . . . . . . . . . . . 5spa
dc.description.tableofcontents3.2. Proceso sol-gel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5spa
dc.description.tableofcontents3. 3. Difracción de Rayos X . . . . . . . . . . .. . . . . . 6spa
dc.description.tableofcontents3.3.1. Ley de Bragg . . . . . . . . . . . . .. . . . 6spa
dc.description.tableofcontents3.3.2. Refinamiento Rietveld . . . . . . . . . . . . . . . 7spa
dc.description.tableofcontents3.3.3. Tamaño de cristal: Ecuación de Scherrer . . . . . . . . . 9spa
dc.description.tableofcontents4. Metodología 11spa
dc.description.tableofcontents4.1. Preparación y denominación de las muestras . . . . . . . . . . . 11spa
dc.description.tableofcontents4.2. Etapas del análisis estructural aplicado a las muestras estudiadas . . .. 11spa
dc.description.tableofcontents4.3. Elaboración del algoritmo de análisis mediante Matlab . . . . . . . 13spa
dc.description.tableofcontents5. Resultados y Análisis 15spa
dc.description.tableofcontents5.1. Identificación de fases . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 15spa
dc.description.tableofcontents5.2. Desplazamiento de los picos de difracción con el dopado . . . . . . 18spa
dc.description.tableofcontents5.3. Parámetros de red . . . . . . . . . . . . . . 19spa
dc.description.tableofcontents6. Conclusiones 24spa
dc.description.tableofcontentsReferencias 25spa
dc.description.tableofcontentsAnexos 26spa
dc.description.tableofcontentsA. Síntesis de las muestras de óxido de zinc dopadas con cerio 28spa
dc.description.tableofcontentsB. Código Matlab para el procesamiento de datos de difracción 30spa
dc.description.tableofcontentsB.1. Códigos para muestra ZnCeO0 . . . . . .. . . 30spa
dc.description.tableofcontentsB.2. Códigos para muestras dopadas . . . . . . . . . 41spa
dc.description.tableofcontentsC. Patrones de difracción ZnO y CeO2 54spa
dc.description.tableofcontentsC.1. Patrón de difracción ZnO . . . . . . . .. . . . . 54spa
dc.description.tableofcontentsC.2. Patrón de difracción CeO2 . . . . . . . . . . . . 54spa
dc.description.tableofcontentsD. Presentación en eventos académicos 55spa
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad de Córdoba
dc.identifier.reponameRepositorio Universidad de Córdoba
dc.identifier.repourlhttps://repositorio.unicordoba.edu.co/
dc.identifier.urihttps://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/9329
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad de Córdoba
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias Básicas
dc.publisher.placeMontería, Córdoba, Colombia
dc.publisher.programFísica
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dc.rightsCopyright Universidad de Córdoba, 2025
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject.keywordsX-ray diffraction (XRD)eng
dc.subject.keywordsSol-gel methodeng
dc.subject.keywordsZinc oxide (ZnO)eng
dc.subject.keywordsRietveld refinementeng
dc.subject.keywordsMatlab softwareeng
dc.subject.proposalDifracci´on de rayos X (DRX)spa
dc.subject.proposalMétodo sol-gelspa
dc.subject.proposalÓxido de zinc (ZnO)spa
dc.subject.proposalRefinamiento rietveldspa
dc.subject.proposalSoftware matlabspa
dc.titleEstudio estructural del compuesto ZnO dopado con cerio mediante difracción de rayos X usando el software Matlabspa
dc.typeTrabajo de grado - Pregrado
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.coarversionhttp://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa
dc.type.contentText
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dspace.entity.typePublication
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