Examinando por Autor "Porras Montenegro, Nelson"
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Publicación Acceso abierto Caracterización teórica de la respuesta óptica y excitaciones de plasmones localizados y no localizados en cristales fotónicos formados por materiales dispersivos.(2019-10-30) Calero Quintero, Jesus Maria; Porras Montenegro, Nelson; Gonzalez, Luz Esther; Calvo, Danny Manuel; Sanchez, Robert; Meñaca, Victor Hugo; Olaya, Vanessa Carolina; Marin, Gustavo Adolfo; Herrera, Alan Yuseth; Diaz, Brayan FernandoEn las dos últimas décadas ha crecido el interés por estudiar los cristales fotónicos, debido esencialmente a la posibilidad que ofrecen de controlar la luz que pasa a través de ellos. Aunque la estructura de bandas en cristales fotónicos 1D y 2D fabricados con metales, dieléctricos y otros materiales ha sido estudiada, son muchos los aspectos que no se han abordado aún. Por ejemplo, considerar la inclusión de otros tipos de materiales dispersivos tales como superconductores, sulvanitas y grafeno en cristales fotónicos 1D y 2D con diferentes arreglos geométricos. Tampoco se conocen estudios sistemáticos relacionados con la influencia de parámetros externos de control, tales como presión hidrostática o temperatura, sobre la estructura de bandas fotónicas de dichos cristales fotónicos. Los principales objetivos del proyecto pueden sintetizarse en tres categorías: i) efectuar cálculos de estructura de bandas fotónicas y distribuciones de campo electromagnético en cristales fotónicos 2D compuestos por barras metálicas de sección transversal cuadrada, y estudiar los modos plasmónicos existentes en las fronteras de separación. ii) Estudiar la respuesta óptica de cristales fotónicos 1D y 2D, compuestos por aire y semiconductores cuaternarios, ante incidencia oblicua de la radiación electromagnética. iii) Calcular estructuras de bandas fotónicas de cristales fotónicos consistentes en cortezas cilíndricas superconductoras con núcleo dieléctrico, dispuestas en arreglos de redes cuadrada y triangular, y estudiar la influencia de la temperatura y geometría sobre dichas estructuras de bandasPublicación Acceso abierto Efectos de presión, temperatura y frecuencia del plasma sobre la estructura de bandas de un cristal fotónico 1D semiconductor(Universidad del Valle, 2010) González Reyes, Luz Esther; Porras Montenegro, NelsonEn este trabajo se deriva vía el formalismo de la matriz transferencia una ecuación trascendental para encontrar la estructura de bandas de dos cristales fotónicos 1D compuestos de capas alternadas de diferentes materiales, tales como GaAs y aire, Ta2O5 y aire. Se verificó la existencia de las bandas de energía prohibida y se mostró que éstas dependen de la relación entre el espesor de las capas de los materiales corroborando resultados previos. Adicionalmente, se investigaron los efectos de la presión y temperatura sobre la estructura de bandas, así como, los efectos de agregar n-dopantes en el GaAs considerando las variaciones en la frecuencia del plasma, causadas por la presión a través de la densidad de carga y la masa efectiva.Publicación Acceso abierto Estados cuasi-estacionarios y densidad de estados energéticos en un pozo cuántico de GaAs/Ga1-xAIxAs bajo la acción de un campo elétrico y presión hidrostática(Universidad del Valle, 2011) Schonhobel Sánchez, Ana María; Porras Montenegro, NelsonSe estudió teóricamente un pozo cuántico simple de GaAs/Ga1-xAIxAs al cual se le aplicaron campos eléctricos de 0 a 400 kv/cm y presiones de = a 100 Kbar. Considerando la aproximación de masa efectiva y aplicando las funciones de Airy fue solucionado el problema. El cálculo analítico de Enderlein permitió obtener las densidades de estados (DOS) como función de la energía para diferentes valores de: concentración de Al x, longitud del pozo L, campo eléctrico F y presión hidrostática P. considerando los resultados experimentales encontrados por H. Li [2] se hizo análisis tanto para electrones como huecos (pesados y ligeros). El estudio mostró que energéticamente existen 3 regiones perfectamente diferenciables, una región de confinamiento, una resonante y otra de pulsaciones.Publicación Acceso abierto Estructura de bandas fotónica de un cristal fotónico 2D formado por barras de tici en aire considerando un campo magnético externo(Universidad del Valle, 2014) Calvo Velasco, Danny Manuel; Porras Montenegro, NelsonUsando el método de ondas planas revisado, calculamos la estructura de bandas fotónica para un arreglo cuadrado de ba¬rras cuadradas de T1C1 en aire, bajo la acción de un campo magnético de magnitud constante orientado en la dirección de los ejes de las barras. También presentamos la distribución de la radiación en la celda primitiva de la estructura. Encontramos que cuando el campo magnético es aplicado, la estructura de bandas presenta dos regiones de frecuencias donde la función dieléctrica de las barras es negativa, estas regiones presentan diferente ancho de banda y dependen de la magnitud del cam¬po magnético. Cuando estudiamos estas regiones encontramos una distribución de bandas relacionada con un comportamiento típico de un sistema metal-dieléctrico, cuando el valor absoluto de la función dieléctrica es grande. Para frecuencias cerca a los ceros de la función dieléctrica encontramos una distribución de bandas relacionada con la existencia de plasmones superficiales localizados.Publicación Acceso abierto Estudio de cristales fotónicos basados en ferrofluidos con nanopartículas magnéticas de ferritas de cobalto-zinc(Universidad del Valle, 2013) González R., Luz Esther; Porras Montenegro, NelsonResultados experimentales previos muestran diversos fenómenos como la formación de patrones estructurados cuando el ferrofluido se encuentra con-tenido en una película delgada, bajo la acción de un campo magnético exter-no aplicado; si el campo magnético es paralelo al plano de la película, una porción de las partículas magnéticas en el fluido se aglomeran para formar cadenas 1D, pero si es perpendicular se forman columnas cilíndricas de con-glomerados de nanopartículas cuyo comportamiento puede ser visto como un cristal fotónico 2D. En este trabajo se presenta el estudio de cristales fotónicos basados en ferrofluidos con nanopartículas de ferritas de cobalto-zinc (Co0,8Zno, 2Fe2O4), material que no ha sido reportado hasta el momento en aplicaciones fotónicas y que bajo campo magnético se ordena formando cristales fotónicos. Esto hace que estos cristales sean de gran interés en el desarrollo de nuevas tecnologías. En la primera parte de este trabajo, usando la técnica de la matriz transfer-encia, se estudian los efectos de la concentración de Zn, el tamaño y la forma de las nanopartículas sobre la estructura de bandas de un cristal fotónico 1D hecho de capas alternadas de aire y ferrofluido. Para el ferrofluido, nosotros tomamos nopartículas de ferritas de cobalto-zinc (C00,8Zn0,2 Fe2O4), recu-biertas con ácido oleico e inmersas en etanol. Adicionalmente, usando los resultados de los efectos de la concentración de Zn sobre la PBS, se propo-nen photonic quantum wells (QWs) que dependiendo de la geometría y de los parámetros dieléctricos, pueden presentar modificaciones notables en los espectros de transmisión. En la segunda parte de este trabajo, se utiliza el método de expansión de ondas planas para estudiar la estructura de bandas de un cristal fotónico 2D constituido por rods de nanopartículas de las ferritas utilizadas en el caso 1D a diferentes campos magnéticos aplicados, que depende de la permitividad.Publicación Acceso abierto Estudio del efecto de conmutación resistiva en heteroestructuras basadas en óxidos multifuncionales.(Universidad del Valle, 2019-07-12) Gross, Katherine; Gómez de Prieto, María Elena; Lopera Muñoz, Wilson; Porras Montenegro, Nelson; Suárez, Luisa Fernanda; Betancourt, John; Quiñonez, Mario Fernando; Torres, Margoth Lorena; Ceballos, Santiago; Marín, Lorena; Ramírez, Juan Gabriel; Grupo de investigación Películas Delgadas, Física Teórica del Estado Sólido.La conmutación resistiva de estructuras tipo conductor/aislante/conductor es actualmente un tópico altamente investigado debido a su potencial aplicación en el campo de dispositivos de memoria no volátil. El propósito general de este proyecto consistió en estudiar los mecanismos de conducción en el efecto de conmutación resistiva (RS) en películas y heteroestructuras basadas en óxidos multifuncionales y su dependencia con parámetros de fabricación y propiedades físicas de los materiales involucrados. Específicamente se fabricaron películas delgadas de óxidos multifuncionales tales como YBa2Cu3O7-δ, La1-xCaxMnO3, BiFeO3, HfO2, CeO2, ZnO(Co, Mn), YMnO3, CuO2, entre otros, las cuales fueron caracterizadas en sus propiedades físicas, estructurales, morfológicas y de transporte eléctrico. Una vez los sistemas estuvieron caracterizados a modo de monocapas, se fabricaron estructuras capacitivas tipo conductor/aislante/conductor utilizando los diferentes materiales óxidos en combinaciones tales como HfO2/Pt/TiO2/SiO2/Si, La1-xCaxMnO3/YBa2Cu3O7-δ, BiFeO3/YBa2Cu3O7-δ, (Mn, Co)ZnO/YMnO3, entre otros. Sobre estos sistemas se realizaron mediciones de magnitudes físicas que permitieron caracterizar el fenómeno de conmutación resistiva (Curvas I-V, capacitancia, r(R)=RHRS/RLRS, tiempos de retención, entre otros) y su dependencia con parámetros de deposición y material de los electrodos con el fin de dilucidar sobre los mecanismos de conducción. Se identificó que el espesor del óxido aislante juega un papel importante en la conmutación eléctrica del dispositivo; tal es el caso del sistema HfO2/Pt/TiO2/SiO2/Si. Este sistema se caracterizó usando indio (In) como electrodo superior variando el espesor de la capa HfO2 en un rango de 20 a 155 nm. Al variar el espesor, el dispositivo exhibió respuestas de conmutación resistiva diferentes de carácter unipolar, bipolar y complementaria. El dispositivo In/HfO2(155nm)/Pt exhibió un tiempo de retención superior a 1.8 x 105 s, valor con el cual se extrapola la retención de los estados de resistencia a un orden de 10 años. Por otro lado, se estudió la respuesta de conmutación resistiva en función del material del electrodo superior, usando YBa2Cu3O7-δ y Ag en el sistema BiFeO3/YBa2Cu3O7-δ; encontrándose asimetrías en las curvas corriente-voltaje que permiten elucidar el mecanismo de conducción presente en cada caso.Publicación Acceso abierto Transmittance study of a 1D superconductor - semiconductor photonic cristal(Universidad del Valle, 2018) Herrera Flor, Alan Yuseth; Porras Montenegro, NelsonUsando el método de matriz transferencia (TMM) estudiamos la transmitancia de cristales fotónicos 1D formados por capas alternadas de un semiconductor (GaAs) y un superconductor de alta temperatura crítica (HgBa2Ca2Cu3O8+¿) bajo cambios en la temperatura del sistema, presión hidrostática aplicada y espesor de las capas de los materiales. La fórmula de dispersión dependiente de la frecuencia para la permitividad dieléctrica se adoptó de acuerdo con el modelo de dos fluidos para describir la respuesta óptica del sistema superconductor. Se encontró que al aumentar el espesor de las capas superconductoras (semiconductoras) se produce un desplazamiento a valores más altos (más bajos) de la frecuencia de corte de transmitancia. Adicionalmente, esta frecuencia de corte se desplaza a valores más bajos con el aumento de la temperatura del sistema. Además, encontramos que el ancho de las brechas de banda fotónicas varía con la presión aplicada. La variación más notoria se presenta cerca a la región de 17 THz, donde se aprecia la aparición de un nuevo gap con el incremento de la presión. Calculamos además la estructura de bandas fotónica del sistema, basada en la ecuación trascendental derivada del TMM y del teorema de Bloch. Nos dimos cuenta de que las estructuras de banda son muy consistentes con los espectros de transmitancia. Esperamos que este trabajo se tenga en cuenta para el desarrollo de nuevas perspectivas en el diseño de nuevos dispositivos ópticos.