Examinando por Materia "Nanoestructuras"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Desarrollo de nanoestructuras de oro como sensores ópticos para la detección de contaminantes en baja concentración en agua
    (Universidad del Valle, 2024) Visbal Contreras, Cristhian Alfredo; Marín Mercado, Lorena
    En este estudio se presenta un método de fabricación de nanoestructuras de oro (AuNEs) con el propósito de diseñar sustratos para espectroscopía Raman mejorada en superficie (SERS, por sus siglas en inglés). Estas AuNEs fueron producidas mediante el método de “Solid-State Dewetting” a partir de películas delgadas. El proceso de fragmentación se estudió a 300 °C, considerando la duración del tratamiento térmico durante 1, 3, 6 y 12 horas. Posteriormente, estos sustratos SERS se emplearon para detectar Rodamina B (RhB) como analito modelo, simulando un contaminante en agua a una concentración de 5 ppm. La morfología de las AuNEs fue examinada mediante microscopía electrónica de barrido (SEM, por sus siglas en inglés), revelando una forma esferoidal, la cual evoluciona por el fenómeno de coalescencia promovido por el tiempo del tratamiento térmico. Se estimó que el tamaño de las AuNEs oscilaba entre 22 ± 7 y 24 ± 6 nm. La resonancia plasmónica de superficie localizada (LSPR, por sus siglas en inglés) de las AuNEs se determinó utilizando espectroscopía de absorción, mostrando un desplazamiento conforme aumentaba el tiempo de tratamiento. Para analizar las señales SERS de RhB adsorbida en los sustratos de AuNEs se realizaron mapas barriendo un área de 10 × 10 μm sobre la superficie de cada muestra (1, 3, 6 y 12 h), y un análisis comparativo no mostró diferencias significativas en las posiciones de las bandas; sin embargo, se observaron variaciones en la intensidad de la señal Raman en función del tiempo de tratamiento térmico. En términos generales, todas las plataformas SERS detectaron la RhB. Las mejores condiciones de funcionamiento se observaron en la muestra tratada durante 1 hora a 300 °C, mostrando un incremento de 123 veces respecto al espectro de la RhB sobre vidrio, y con una dispersión relativa menor al 20 %.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Estudio del efecto de la inclusión de nanotubos de carbono multicapa (MWCNTs) en las propiedades estructurales, eléctricas y magnéticas de muestras superconductoras de YBa2Cu3O7−δ (YBCO)
    (Universidad del Valle, 2025) Piñeiro Penagos, Carlos Ernesto; Marín Mercado, Lorena; Lopera, Wilson; GRUPO DE PELICULAS DELGADAS
    En el siguiente trabajo se estudió el efecto de la inclusión de los nanotubos de carbono multicapa (MWCNTs, por sus siglas en inglés Multi Wallet Carbon Nanotubes) sobre las propiedades estructurales, eléctricas y magnéticas del sistema YBCO-MWCNTs, según el contenido de nanotubos. Las muestras fueron elaboradas por reacción de estado sólido utilizando 0.0, 0.2, 0.4 y 0.6 %p/p de MWCNTs, con un diámetro ~20-30 nm. La identificación composicional de las muestras se realizó utilizando difracción de rayos X con el método Rietveld, que dio cuenta de fases superconductoras de Y-123 (Ortorrómbico) y de CuO en todas las muestras, así como la presencia de la fase no superconductora Y-211 en las muestras con inclusiones de MWCNTs (C02, C04 y C06 correspondientes a las concentraciones 0.2, 0.4 y 0.6 %p/p MWCNTs, respectivamente). El análisis Raman señaló la presencia de los nanotubos en las muestras C02-C06, así como, la adsorción de CO2 y la presencia de fases de Y-123(Tetragonal) en baja concentración. En las propiedades mecánicas se evidenció una reducción tanto en dureza como en rigidez de las muestras C02-C06 con respecto a la muestra sin inclusiones, C00. Cambios que se pueden asociar a la expansión y contracción durante el periodo de sinterización de las nanoestructuras, del Y-211 y del CuO en la matriz de YBCO. A su vez, a través de las curvas 𝜌 vs T, se dio cuenta de que la inhomogeneidad del sistema alcanza un máximo con la muestra C02 y disminuyó conforme se incrementó la concentración de nanotubos. De forma similar, se evidenció una disminución de forma progresiva de la temperatura crítica (𝑇𝐶) y de la temperatura crítica tridimensional (𝑇𝐶3𝐷). Se apreció que las muestras C00 y C06, así como las C02 y C04 presentan un comportamiento comparable al presentar respuestas similares de magnetización y de resistividad en función de la temperatura. Siguiendo la relación de la inhomogeneidad con respecto al porcentaje de inclusiones, los parámetros ξ (longitud de coherencia) y λeff (longitud de penetración efectiva) del sistema se comportaron de forma análoga, consiguiendo un descenso significativo del valor del campo crítico para la muestra C02 y una mejora de éste para la muestra C06 con respecto a la C00. Por último, el ensanchamiento de las 𝑇𝐶 a medida que se incrementaba la concentración de nanotubos dio cuenta de un aumento del número de interacciones débiles por acople tipo Josephson entre los granos superconductores.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Estudio Experimental y Computacional de sistemas Magnéticos nanoestructurados y nanoparticulados y el efecto del Ni en las propiedades de imanes permanentes
    (2018-08-23) Aguirre Contreras, William Richard; Zamora Alfonso, Ligia Edith; Pérez Alcázar, Germán Antonio; Tabares Giraldo, Jesús Anselmo; Schonhobel Sánchez, Ana María; Trujillo Hernández, Juan Sebastián; Andrade Melo, Diego Fernando
    Con programación en C++ simulamos sistemas de dos nanopartículas (NPs) esféricas tipo núcleo/coraza con estructura bcc, con espines interactuando por intercambio directo (ferro en el núcleo, y antiferro en la coraza), con Hamiltoniano de Ising ½ y con las NPS interactuando por interacción dipolar magnética con un acople de intensidad g (g = 0, 1x10-6, 5 x10-6, 1x10-5, 5x10-5, … 5x10-2 y 1x10-1). Variando los radios externos, desde Re=1 hasta 5 parámetros de red y diferentes espesores, por método de Monte Carlo (con dinámica de Metropolis con flipeo por espín y por nanopartícula) se enfriaron los sistemas en campo nulo (ZFC) y se obtuvieron sus energías, magnetizaciones, capacidades caloríficas, susceptibilidades y factores de Edward Anderson. Los resultados fueron analizados con programación hecha en VBasic (Excel®) y se encontró que los sistemas presentan a temperaturas altas transiciones críticas (Curie, Neel o Curie/Neel) y a temperaturas bajas transiciones superpara-superferro a una “temperatura de bloqueo” (TB); esta temperatura TB crece con el factor de acople dipolar g y, a diferencia de la reportado en la literatura, no depende del tiempo t de la medida, este resultado fue verificado al solucionar en forma exacta los correspondientes sistemas de nanopartículas de 15 átomos.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Estudio térmico, eléctrico y morfológico de membranas nanoestructuradas basadas en polivinil alcohol (PVA), quitosan (Cs), ácido hipofosforoso H3PO2 y óxido de Niobio Nb2O5
    (Universidad del Valle, 2016) Zúñiga Rodríguez, Tarwin Duvan; Diosa Astaiza, Jesus Evelio
    Se estudiaron las propiedades térmicas, eléctricas y morfológicas de las membranas nanoestructuradas basadas en Polivinilalcohol (PVA), Quitosan (CS), ácido hipofosforoso (H3PO2) y Oxido de Niobio (Nb2O5). Usando las técnicas de calorimetría de barrido diferencial (DSC), análisis termogravimétrico (TGA), espectroscopia de impedancia (IS) y Difracción de Rayos X (DRX) para caracterizar los sistemas poliméricos. Se estudiaron las combinaciones de PVA-Cs 80:20 a las cuales ya se les habían estudiado las propiedades eléctricas y térmicas.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Fabricación y caracterización de nanoestructuras semiconductoras a partir de Películas de Cu/Ti//Si para aplicaciones fotocatalíticas
    (Universidad del Valle, 2024) Pérez Ortiz, María Camila; Marín Mercado, Lorena; Rodríguez González, Luis Alfredo
    Los problemas ambientales han aumentado significativamente en los últimos años. En busca de soluciones sostenibles, la fotocatálisis ha emergido como una tecnología prometedora, para la cual es necesario estudiar alternative s que permitan mejorar la eficiencia de los procesos fotocatalíticos a bajo costo. Este estudio se centró en fabricar nanohilos de óxidos semiconductores de cobre y analizar su dependencia con el tiempo de recocido, utilizando métodos económicos y accesibles. Se depositaron películas de cobre de 400 nm sobre de titanio en un sustrato de silicio, y se sometieron a tratamientos térmicos a 400 *C durante 5, 15 y 30 minutos en aire. Se estudiaron los efectos del tiempo de recocido en la morfología mediante microscopía de fuerza atómica y microscopía electrónica de barrido. La evolución de la, transformación de cobre a óxidos se analizó con espectroscopía fotoelectrónica de rayos X, espectroscopía de rayos X de energía dispersiva, espectroscopia de absorción ultravioleta-visible y espectroscopía Raman. El estudio reveló una relación directamente proporcional entre el crecimiento de las nanoestructuras y el tiempo de recocido. Se detectó la coexistencia de fases, tales como la cuprita y la tenorita, siendo esta última la más predominante con el incremento de tiempo de recocido. Se encontró una pequeña concentración de óxido de titanio en la superficie. Adicionalmente, se observó que la respuesta óptica estaba directamente relacionada con la duración del tratamiento térmico, donde los anchos de banda encontrados estaban dentro de los rangos adecuados para óxidos semiconductores. En conclusión, los tratamientos térmicos empleados en es demostraron ser efectivos para el crecimiento de nanohilos de óxidos de cobre con propiedades adecuadas para su aplicación en fotocatálisis.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Physical principles of memory and logic devices based on nanostructured Dirac materials
    (Universidad del Valle, 2017) Marmolejo Tejada, Juan Manuel; Velasco Medina, Jaime
    During the las decades, the silicon-based semiconductor industry has enabled higher performance per cost of integrated circuits due to the ability of nearly doubling the amount of transistors per chip every two years, however, this has resulted in overheating issues and fundamental manufacturing problems that are very di¿cult to solve. Therefore, Dirac materials (DMs), such as graphene and topological insulators (TIs), are being extensively investigated as possible candidates for replacing silicon-channel devices in the next-generation integrated circuits, due to their attractive ultrahigh carrier mobility and possibility of quantum e¿ects that may be useful for electronic applications. This requires to study the physical principles of such nanostructures to e¿ectivelypredictthequantumtransportbehaviorofpossibledevices. Theaimofthis work is to explore the physical properties of Dirac material-based nanostructures that could be used for novel memory and logic devices, by using tight-binding (TB) and density function theory (DFT) methods combined with the non-equilibrium function (NEGF) formulation