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Todos los materiales en la naturaleza son de alguna forma magnéticos ya que están constituidos por momentos magnéticos elementales que se acoplan mediante la denominada interacción de intercambio, dando así lugar a un momento magnético neto que por unidad de volumen se denomina magnetización. Todo material está compuesto por átomos y estos a su vez poseen electrones; de modo que, en principio todo material es afectado magnéticamente si se encuentra en presencia de un campo magnético externo, y la respuesta a este estímulo se determinar´a por la intensidad de dicho campo externo [1]. En la actualidad las tendencias del crecimiento tecnológico e industrial radican en el diseño y síntesis de materiales magnéticos, donde muchos de los esfuerzos e investigaciones están encaminados a la fabricación controlada y los métodos de caracterización de sistemas magnéticos. En las últimas décadas se puede apreciar el incremento del estudio, y por ende la extensión, de los llamados materiales nanoestructurados, ya que estos presentan propiedades que son diferentes a las que muestra el material en forma masiva. En el presente trabajo se analizaron mediante simulación Monte Carlo y algoritmo tipo baño térmico las propiedades termomagnéticas de un sistema ferromagnético de momentos magnéticos enteros S = 2 y Q = 1, considerando interacciones a primeros vecinos, segundos vecinos tipo en la red e interacciones con un campo magnético externo h. Donde se analizaron los efectos del parámetro de intercambio J y un campo magnético h sobre las propiedades del sistema mediante los diagramas de fase a temperatura finita de las magnetizaciones, la susceptibilidad magnética, el calor específico y la temperatura crítica.

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.

En el presente trabajo de grado se determinaron las propiedades estructurales y electrónicas de superficie de dióxido de titanio (TiO2), con adición de impureza de cerio (Ce). Para ello, se realizaron simulaciones de primeros principios en el marco de la teoría de la funcional de la densidad (density functional theory, DFT) aplicando el método de pseudopotencial, implementado en el paquete computacional Quantum ESPRESSO. Para la interacción electrón–electrón se utilizó la aproximación de gradiente generalizado (Generalized Gradient Approximation: GGA) en la parametrización de Perdew - Burke - Ernzerhof (PBE) y se tuvo en cuenta la corrección de hubbard (U) para los átomos de titanio. Inicialmente, se optimizaron los parámetros estructurales; en esta instancia se determinó la energía del estado base de la superficie limpia y de la superficie dopada. Entre los resultados encontrados se evidencio el carácter semiconductor del TiO2 a partir de cálculos de la densidad de estados, además se pude determinar que al introducir un átomo de cerio en la superficie del dióxido de titanio podría proporcionar mayor actividad fotocatálitica en la degradación de contaminantes, reducir la banda de energía, brindando mejor aprovechamiento del espectro visible.

En este trabajo, se estudiaron los efectos de impurezas del Cerio sobre las propiedades estructurales y electrónicas de Óxido de Zinc en su fase Wurtzita, mediante simulaciones computacionales utilizando la Teorı́a del Funcional de Densidad (DFT), para ello se usó la aproximación de gradiente generalizado en la parametrización de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE). El interés en estudiar teóricamente las propiedades del semiconductor Óxido de Zinc (ZnO) cuando es dopado con Cerio (material perteneciente al grupo de los lantánidos), se debe a que recientemente estudios experimentales han comprobado que este material posee características de gran interés para aplicaciones fotocatalı́ticas, equipos eléctricos, tratamientos de aguas residuales y lubricantes. Se inició con la caracterización de los parámetros estructurales del material ZnO, seguidamente de un estudio electrónico mediante las densidades de estados total y parcial, posteriormente se procedió a estudiar los efectos de impurezas del cerio en el bulk ZnO a una determinada concentración, se obtuvo cambios en los parámetros estructurales y en las propiedades electrónicas por medio de un estudio de densidad de estados parcial y total.

En este trabajo de grado se determinaron los modos normales de vibración del compuesto óxido de zinc dopado con cerio (Zn1−xCexO en el intervalo 0 ≤ x ≤ 0.05), el cual fue sintetizado mediante el método sol-gel. Fueron realizadas mediciones en un espectrómetro Raman y posteriormente se clasificaron los distintos modos encontrados en los espectros, aquí se evidenciaron los modos característicos del óxido de zinc tipo wurtzita, así como también una señal correspondiente a un modo activo Raman del CeO2. Se calculó la intensidad integrada de los modos E2low, E2high y LO, y sus respectivas anchuras medias, evidenciando una mayor intensidad en los modos asociados al tetraedro para la concentración x = 0,00.

El presente informe explica las actividades realizadas durante el desarrollo de las prácticas empresariales de carácter pedagógico en la Institución Educativa Victoria Manzur ubicada en el sector Isla - Canta Claro en la ciudad de Montería, en el segundo semestre del año 2022. En esta práctica se tuvo la oportunidad de transmitir algunos conocimientos en las aulas de clases de los grados 10°-2 y 10°-4, también se desarrollaron clases tradicionales implementando guías de trabajo suministradas por la institución. Además de impartir clases, se realizó una actividad extracurricular como lo fue la creación del semillero de investigación formativa (Experimentando la Física) el cual estuvo conformado por algunos estudiantes que de forma voluntaria hicieron parte de este. Las sesiones del semillero se llevaron a cabo los días sábados en la institución, en las que se efectuaron experimentos caseros, se usaron simuladores para explicar algunos conceptos, se proyectó película de divulgación científica y se discutieron temas respecto a esta. Las ejecuciones de las actividades fueron de motivación para estos jóvenes a los cuales se les vio muy entusiasmados en cada una de estas sesiones.

Las prácticas empresariales de carácter pedagógico se realizaron en La Institución Educativa Victoria Manzur, perteneciente a la secretaria municipal de Montería, ubicada en el departamento de Córdoba, en el segundo semestre 2022. Estas se realizaron teniendo en cuenta el contenido programático con relación a los periodos 3 y 4 del grado 11° y la creación de un semillero con los estudiantes de grado 9°. El objetivo de las prácticas empresariales fue apoyar los procesos de enseñanza aprendizaje en la asignatura de Física a través de estrategias metodológicas con el fin de contribuir a una adecuada comprensión de los conceptos, principios y leyes de la física por parte de los estudiantes. (Ver cronograma de actividades). Para la ejecución de las prácticas empresariales se desarrollaron varias estrategias metodológicas iniciando desde la pedagogía tradicional hasta la implementación del trabajo colaborativo en el grado 11° que llevó a un mejoramiento significativo en los estudiantes y que se evidenció en los resultados finales en cada periodo, ya que estos permitieron mayor compromiso y que fueran autodidactas. También se desarrollaron semilleros con los estudiantes de grado 9° los días sábados en las instalaciones del colegio, donde se realizaron laboratorios de física con materiales de fácil adquisición, realización de un cohete, visualización de una película con relación al estudio de la física y a través de estrategias como una mesa redonda los estudiantes daban su punto de vista de la importancia de la física para la humanidad y el manejo de simuladores para programar y hacer simulaciones de los movimientos de la naturaleza. Al final de las prácticas empresariales no se lograron al 100% los objetivos propuestos, aunque los estudiantes se sintieron muy motivados en la asignatura de física, evidenciándose en la mejora de los resultados académicos y en las evaluaciones finales al igual que en la participación del semillero fue poca.

En virtud de lo anterior, en esta práctica empresarial, se busca, por un lado, apoyar las actividades de docencia dentro de los cursos de física de los grados 10° y 11° de la institución educativa en mención, con el fin de fortalecer la apropiación del conocimiento por parte de los estudiantes, propiciando en éstos, que sean protagonistas de su propia formación. Por otro lado, dado que en general, las instituciones educativas no siempre cuentan con adecuados materiales y equipos para el desarrollo de prácticas de laboratorio, o no disponen de guías de laboratorios para el desarrollo de los mismos, esta práctica empresarial estará enfocada además a la orientación en la realización e implementación de guías de laboratorio y al desarrollo de prácticas de laboratorio usando materiales y recursos de fácil adquisición, así como el uso de nuevos elementos y tecnologías actuales para realización de dichas práctica

En este informe se presentará la práctica empresarial por el estudiante Luis Esneyder Fernández Pacheco en la Institución Educativa Victoria Manzur, que busca como objetivo generar el interés y fortalecer las habilidades en el área de física a los estudiantes de grado 11 y 9. Generar el interés y mejorar las habilidades de los estudiantes de grado 9 se hace por medio de la creación de un semillero llamado “Acercándonos al mundo de la física”, en el cual se hacen actividades prácticas como experimentos, competencias relacionadas a los temas vistos sobre la física. Para generar el interés de los estudiantes de grado 11 se trabaja con ellos en las horas semanales que le corresponden a la materia de física, se tratan estas clases con un enfoque más a las experiencias diarias, sacando de ahí el concepto físico que se quiere tratar en las clases. Teniendo en cuenta el trato de los grados de forma diferente se pudo evidenciar la mejora en las notas de grado 11 después de la práctica empresarial, y en el grado 9 se logró que los estudiantes ya tengan un interés y habilidades en física para enfrentar los temas académicos del grado 10.

Mediante simulaciones computacionales de primeros principios, en el marco de la teoría del funcional de la densidad (DFT), se realizó un estudio de los efectos que tienen las vacancias de oxígeno sobre las propiedades estructurales y electrónicas del dióxido de titanio (TiO2) en fase anatasa. Para ello se usó la aproximación de gradiente generalizado en la parametrización de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE), al igual que la corrección de Hubbard (U). Entre los resultados encontrados se evidencio el carácter semiconductor del TiO2 a partir de cálculos de la densidad de estados y también se determinó que las vacancias de oxígeno producen estados intermedios en la banda prohibida de energía, observando que estos últimos están constituidos principalmente por orbitales d de átomos de titanio próximos a la vacancia.

This work was developed through computational simulations based on a Monte Carlo method, under the implementation of a heat bath algorithm, for the studyof the thermomagnetic properties of a ferromagnetic mixed Ising model, which is constituted by a bipartite square lattice of sublattices A and B, where spins S = ±3/2, ±1/2 alternate with spins σ = ±5/2, ±3/2, ±1/2. The Hamiltonian of the system contains a ferromagnetic interaction to first neighbors and an external ongitudinal magnetic field. We calculate the dependence of the total magnetization, the sublattice magnetizations, the energy, the magnetic susceptibility and the hysteresis loops with the magnetic field at a fixed temperature. We find that the critical temperature of the system decreases for h < 0 and increases for h > 0. We also find that the hysteresis loops in this (3/2-5/2) mixed-spin ferromagnetic system exhibit no coercive magnetic field, and in some cases the magnitude of the magnetic remanence is not far from the saturation value.

This work is constituted by a bibliographic compilation in the form of a monograph on the phenomenon of thermoluminescence, in which the investigations carried out by the teacher Rafael Cogollo are analyzed and broken down [1], [2], [3], [4 ] in the Physics Program of the University of C´ordoba and the text Numerical and Practical Exercises in Thermoluminescence [5]; that will serve as bibliographic support for future students who choose to do their research work on this topic. It is important to highlight that in this monograph we have improved the model of Randall J. and Wilkins M. [6], commonly known as the one-trap-one-recombination center model, which allows analyzing the first order peaks of the thermoluminescent glow curves. The improvement consists in having obtained an analytical expression to calculate the intensity of these peaks as a function of temperature and in proposing a standard methodology that allows obtaining the kinetic parameters that characterize these peaks. Another characteristic, and in our opinion the most important of this work, is the possibility that the reader has to reproduce all the curves that are used in the analysis of the peaks of first, second and general order of the thermoluminescent brightness curves presented in this monograph.

In this work, a Mössbauer study and SEM-EDX analysis of a total of 8 archaeological samples (F7, F8, F9, F10, F11, F12, F13, F14) from the study “Prospección e Inventario Arqueológico de la Vereda Betania, Municipio El Carmen de Viboral (Antioquia)”. The samples basically correspond to ceramics, faience and tiles. From 71 archaeological sites corresponding to occupations by pre-Hispanic agricultural societies, and recent or postcolonial occupations, possibly from the time of the Republic. The Mössbauer study allowed us to characterize these samples and, likewise, associate them with certain minerals that were identified from the hyperfine parameters obtained from the fit of the spectra. The adjustment of the spectra was done through the "RECOIL" program, using a model of Lorenzian sites, where sites associated with doublets and/or sextets were considered. What allowed to identify that all the samples consisted of silicate phases that contained divalent and trivalent iron. Additionally, we were able to identify that two of the samples exhibit minor magnetic phases. The SEM-EDX analysis allowed us to identify the elements that compose the samples and in what quantity these elements are found. Highlighting that the elements with the highest concentration in all of them are Oxygen (O) and Silicon (Si).

En este trabajo se estudian los energéticos en la interfaz T-MnO2/grafeno, tales como; la energía de formación, energía de enlace, el trabajo de adhesión y la energía de la interfaz. Los cálculos se realizaron utilizando la Teoría del Funcional de Densidad (DFT) en el marco de la aproximación del gradiente generalizado (GGA) de Perdew - Burke-Ernzerhof (PBE). La interfaz se modeló usando el esquema de slab periodico. Acoplando una monocapa de √3 × √3 T-MnO2 a una monocapa de 2×2-Grafeno. Los valores obtenidos para la energía de formación Ef, la energía de enlace Eb, el trabajo de adhesión Wad y la energía de la interfaz Eint son; -20.30 meV/Å^2, -22.17 meV/Å^2, 20.30 meV/Å^2 y 23.20 meV/Å^2, respectivamente. Los valores negativos obtenidos para la energía de formación, muestran que la heteroestructura es termodinámicamente estable, lo que sugiere que la heterobicapa se puede crecer fácilmente en el experimento. El patrón de acople y sus energías de enlace, más que la interacción débil de van der Waals (vdW), sugiere la estabilidad de la interfaz. Finalmente, las energías de interfaz similares para diferentes geometrías interfaciales, indican que el menor valor para la energía de la interfaz es la geometría interfacial más estable.

El cáncer es la segunda causa de muerte en el mundo, este se origina cuando las células sanas cambian y proliferan sin control, formando una masa llamada tumor. Ocasiona cada año 10 millones de defunciones. Aproximadamente, una de cada seis defunciones en el mundo se debe a esta enfermedad [1]. Existen muchas técnicas imanológicas que permiten la detección y diagnosticó del cáncer de hígado, como son resonancia magnética y tomografía computarizada (TAC). También existen técnicas invasivas que permite localizar algunos tipos de tumores. Hoy día algunos cánceres de hígado se pueden detectar mediante pruebas que se realizan en personas con alto riesgo y que no presentan síntomas, pero la mayoría de los cánceres hepáticos se detectan porque están causando síntomas, estos se detectan mediante imágenes diagnósticas [4].Teniendo en cuenta la gran importancia de estudiar este tipo de cáncer, en el presente trabajo se hace un estudio que permite el diagnosticó del cáncer de hígado, haciendo uso del algoritmo de clúster cuántico, imágenes de resonancia magnética (RMI) y tomografía computarizada (TAC), que permita estadificarlos de acuerdo al protocolo de la Organización Mundial de la Salud (OMS) [1].

En este trabajo se desarrolló un algoritmo para calcular la radiación térmica emitida hacia el espacio F ↑ (H) por el sistema superficie terrestre-atmósfera (despejada), utilizando datos de radiosondeos realizados en la estación aerológica de Lindenberg-Alemania entre 1996 y 2017. Posteriormente, se realizó un análisis de la distribución vertical de la temperatura T(z), las densidades de vapor de agua ρH2O(z) y ozono ρO3(z) para diferentes fechas, las cuales representan diferentes comportamientos de la atmósfera sobre la zona de estudio. También, los valores calculados de F ↑ (H) fueron comparados con los obtenidos utilizando una expresión semiempirica para la transmitancia espectral atmosférica. Finalmente, se realizó una simulación del comportamiento de los perfiles T(z), ρH2O(z) y de F ↑ (H), en la cual no se consideró la existencia del efecto invernadero. Así mismo, estos resultados fueron comparados con los de la situación real, es decir, teniendo en cuenta la existencia de este fenómeno.

Los efectos del vacío cuántico sobre la materia pueden ser medidos y observados. En el presente trabajo se estudian, bajo la implementación de la QED, los efectos de las fluctuaciones del vacío en la estructura energética del átomo de hidrógeno determinando la separación de los niveles de energía, inicialmente degenerados.