Beltrán Jiménez, Jailes JoaquínOsorno Bolívar, Carlos Eduardo2025-02-072025-02-072025-02-05https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/9029El CuO es un material semiconductor tipo p con propiedades destacadas como una estrecha banda prohibida (~1.2 eV, en bulk), alta conductividad eléctrica y térmica, estabilidad química y aplicaciones multifuncionales que van desde la catálisis hasta sensores y espintrónica. El potencial de sus aplicaciones puede mejorarse mediante el dopaje con metales de transición, lo que permite modificar su estructura cristalina, propiedades ópticas y comportamiento magnético. En este trabajo de grado se estudia los efectos del dopaje con Co en nanopartículas de CuO, investigando de manera integral sus propiedades morfológicas, vibracionales, estructurales, ópticas y magnéticas. La síntesis de las nanopartículas de CuO y Cu_(1-x) Co_x O con diferentes concentraciones de Co (x = 0.01 a 0.08), se realizó mediante el método de co-precipitación asistida por microondas. Los resultados de FTIR-ATR, RAMAN y DRX indicaron que el dopante se introdujo homogéneamente en la matriz del CuO hasta x = 0.05. Los resultados por difracción de rayos X confirmaron la formación de la fase monoclínica del CuO y evidenciaron la incorporación del Co en su red cristalina, formando una solución sólida sin presencia de fases impuras en las muestras de concentración menor igual al 6 % mol. Adicionalmente, las técnicas de microscopía electrónica (FIB-FESEM y espectroscopía Uv-Vis) revelaron un cambio en la morfología de 2D para la muestra pura y 3D, para la muestra con 5 % mol del dopante.CuO is a p-type semiconductor material with remarkable properties such as a narrow bandgap (~1.2 eV, in bulk), high electrical and thermal conductivity, chemical stability and multifunctional applications ranging from catalysis to sensors and spintronics. The potential of their applications can be improved through the doping with transition metals, by modifiying their crystalline structure, optical properties and magnetic behaviour. In this work, the effects of Co doping on CuO nanoparticles are studied, investigating their morphological, vibrational, structural, optical and magnetic properties in a comprehensive way. The synthesis of CuO and Cu1-xCoxO nanoparticles with different Co concentrations (x = 0.01 to 0.08) was carried out by microwave-assisted co-precipitation method. FTIR-ATR, RAMAN and XRD results indicated that the dopant was homogeneously introduced into the CuO matrix up to x = 0.05. X-ray diffraction results confirmed the formation of the monoclinic phase of CuO and evidenced the incorporation of Co in its crystal lattice of the semiconductor, forming a solid solution without the presence of impurity phases in the samples with concentrations lower than 6 % mol. Additionally, FIB-FESEM and Uv-Vis spectroscopy revealed a change in morphology from 2D for the pure sample to 3D for the sample with 5 % mol of the dopant.AGRADECIMIENTOSRESUMENLISTA DE FIGURASLISTA DE ABREVIACIONESINTRODUCCIÓNCAPÍTULO 1 FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA1. MARCO TEÓRICO1.1. Semiconducotres magnéticamente diluidos1.2. Óxidos semiconductores magnéticamente diluidos (ODMS)1.3. CuO1.3.1. Propiedades físicas y químicas1.3.2. Morfología, formación y yacimientos1.3.3. Estructura cristalina1.3.4. Propiedades ópticas1.3.5. Propiedaes magnéticas1.3.6. AplicacionesCAPÍTULO 2 SÍNTESIS ASISTIDA POR MICROONDAS Y TÉCNICAS DE CARACTERIZACIÓN2. SÍNTESIS ASISTIDA POR MICROONDAS2.1. Síntesis por microondas2.1.1. Química de microondas y efectos de las microondas2.1.2. Aceleraciones de velocidad por calentamiento con microondas2.1.3. Preparación asistida por microondas en distintos disolventes2.1.4. Preparación asistida por microondas en un sistema de reacción abierto2.1.5. Preparación de nanoestructuras en solución acuosa asistida por microondas2.2. Acetatos de metales de transición como precursores2.3. TÉCNICAS DE CARACTERIZACIÓN2.3.1. Microscopía de barrido electrónico con espectroscopía de dispersión de energía (SEM-EDS) y Microscopía electrónica de barrido de emisión de campo dual beam (FIB-FESEM)2.4. Espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR)2.4.1. Tipos de vibraciones moleculares2.4.2. Espectrometría de reflectancia atenuada total (ATR)2.5. Espectroscopía RAMAN2.5.1. Mecanismo de la dispersión Raman y Rayleigh2.5.2. Intensidad de los picos Raman normales2.5.3. Dispersión Rayleigh, Stok y Antistok2.6. Difracción de rayos X (DRX)2.6.1. Ley de Bragg2.6.2. Método de refinamiento Rietveld2.7. Espectroscopía UV-Vis2.7.1. Origen de los espectros UV-Vis2.7.2. Transmitancia y absorbancia2.7.3. Ley de Beer2.8. Uv-relectancia difusa (UV-DR)2.9. Medidas magnéticas2.9.1. Magnetrómetro de muestra vibrante2.10. Estado del arteCAPÍTULO 3 PREPARACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE LAS MUESTRAS3. Síntesis de NPs de CuO y CuO dopadas con Co (x = 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05 y 0.08)3.1. Reactivos y equipos3.2. Cálculos estequiométricos3.3. Procedimiento experimental3.3.1. Masas pesadas experimentalmente, tiempo de exposición y porcentaje de rendimiento de cada reacción3.4. Caracterización3.4.1. Microscopio electrónico de barrido con espectroscopía de rayos X de energía dispersiva (SEM-EDS)3.4.2. Microscopía electrónica de emisión de campo dual beam (FIB – FESEM)3.4.3. Espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier y refelctancia total atenuada (FTIR-ATR)3.4.4. Espectroscopía RAMAN3.4.5. Difracción de rayos X (DRX)3.4.6. UV-Visible (UV-Vis)3.4.7. UV-reflectancia difusa (UV-DR)3.4.8. Magnetometría de muestra vibrante (VMS)CAPÍTULO 4 OBJETIVOS4. Objetivos4.1. Objetivo general4.2. Objetivos específicosCAPÍTULO 5 RESULTADOS Y DISCUSIÓN5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN5.1. Microscopía electrónica de barrido con espectroscopía de rayos X de energía dispersiva (SEM-EDS)5.2. Microscopía electrónica de emisión de campo dual beam (FIB – FESEM)5.3. Propiedades vibracionales5.3.1. Espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR)5.3.2. Espectroscopía RAMAN5.4. Difracción de rayos X5.4.1. Patrones de difracción de rayos X e identificación de fases5.4.2. Patrones de difracción de rayos X ajustados5.4.3. Parámetros de red5.5. Propiedades ópticas5.5.1. Espectroscopía UV-vis5.5.2. UV- Reflectancia difusa5.6. Medidas magnéticas6. CONCLUSIONES7. TRABAJO A FUTURO8. BIBLIOGRAFÍAapplication/pdfspaCopyright Universidad de Córdoba, 2025Trabajo de grado - PregradoAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)info:eu-repo/semantics/embargoedAccessCu1-xCoxO (0.00<x<0.08)Síntesis asistida por microondasInfluencia del dopaje con CoNanoláminasBrecha de bandaFerromagnetismo a temperatura ambienteCu1-xCoxO (0.00<x<0.08)Microwave assisted synthesisCobalt doping influenceBand gapFerromagnetism at room temperatureUniversidad de CórdobaRepositorio Institucional Unicórdobahttps://repositorio.unicordoba.edu.cohttp://purl.org/coar/access_right/c_f1cf