Examinando por Materia "Superconductores"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Cálculo de espectros de reflectancia de un cristal fotónico 1D de geometría cilíndrica con componentes superconductor-dieléctrico
    (Universidad del Valle, 2019) Herrera Vargas, Carlos Alberto; Calero Quintero, Jesús Maria
    En este trabajo de grado se llevó a cabo el estudio teórico del comportamiento óptico de cristales fotónicos 1D de simetría anular obteniendo resultados numéricos a través del método de la matriz de transferencia en coordenadas cilíndricas para ondas que divergen del eje de simetría con polarización TM. Este método nos proporcionó valores de reflectancia en función de longitudes de onda o frecuencias de la luz, cuyas gráficas son conocidas como espectros de reflectancia. Para construir la matriz de transferencia se parte de la ecuación de onda en coordenadas cilíndricas, de allí se desprenden tres ecuaciones diferenciales, cada una respecto a una de las coordenadas (p,q,z). La ecuación diferencial relevante para este caso es la que depende de la coordenada p ya que es en esta dirección que la luz experimentará un índice de refracción periódico. Esta ecuación toma la forma de una ecuación diferencial de Bessel de orden m, donde m es el número de estado azimutal y admite solo valores enteros. La solución propuesta para esta ecuación y que es la análoga a las funciones de onda plana, son llamadas funciones de Hankel de primer y segundo tipo. Una vez escrito los campos eléctricos y magnéticos en términos de las funciones de Hankel se establecerán las condiciones de continuidad en la frontera para finalmente obtener la matriz de transferencia de un cristal fotónico en coordenadas cilíndricas.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Propiedades ópticas de cristales fotónicos anulares, ternarios con componentes superconductores y dieléctricos
    (Universidad del Valle, 2023) Escobar Agudelo, Jorge Mario; Calero Quintero, Jesus Maria; Diaz Valencia, Brayan Fernando
    En el presente trabajo de grado se pretende estudiar las propiedades ópticas de cristales fotónicos ternarios con geometría anular, conformados por cortezas cilíndricas coaxiales de materiales superconductores y dieléctricos alternadas. Para caracterizar la dependencia de estas propiedades con respecto a parámetros externos, tales como la temperatura y geometría del cristal, se obtendrá la ecuación maestra para los campos eléctrico y magnético a partir de las ecuaciones de Maxwell, llegando de esta forma a un problema de valores propios, cuyas soluciones serán calculadas numéricamente usando el método de la matriz de transferencia. Los superconductores serán introducidos en el sistema a partir del modelo de los dos fluidos. De esta forma, es posible estudiar propiedades tales como transmitancia o reflectancia en función de la frecuencia de la radiación incidente, y construir la estructura de bandas fotónicas del cristal. La respuesta óptica observada permite diferenciar los efectos para polarización TE y TM, en donde en este último caso se presentan nuevas brechas fotónicas, una asociada a cada superconductor. Estas responden a cambios de temperatura variando su posición en el espectro electromagnético, además su ancho puede ser modificado variando parámetros como el numero azimutal, el radio interno del cristal, el índice de refracción del dieléctrico y el grosor de las capas superconductoras y dieléctricas.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Respuesta óptica en cristales fotónicos 1D con componentes semiconductores, superconductores y grafeno
    (Universidad del Valle, 2023) Giraldo Millán, Juan Manuel; Calero Quintero, Jesus Maria; Porras Montenegro, Nelsón
    Específicamente se analiza la influencia sobre los espectros de transmitancia, de variables termodinámicas como la presión y temperatura, además de la geometría de las estructuras. En el desarrollo del trabajo se consideraron dos tipos de cristales fotónicos, uno compuesto por la sucesión de placas superconductoras y semiconductoras alternadas, mientras que el otro consiste en la superposición de placas superconductoras y un bloque de capas de semiconductor con una lámina de grafeno inmersa entre ellas, cuya caracterización se realizó a partir de modelar teóricamente como un medio efectivo esta estructura. El método de la matriz de transferencia se utiliza para calcular la transmitancia de las diferentes estructuras, considerando la propagación de ondas electromagnéticas con polarización TE. La permitividad eléctrica del superconductor se obtuvo a partir del modelo de los dos fluidos. De otro lado, se emplearon fórmulas empíricas tomadas de reportes experimentales, para caracterizar la variación de la temperatura crítica del superconductor con la presión aplicada y la dependencia con la temperatura de la longitud de penetración, al igual que para la dependencia de la permitividad del semiconductor con la temperatura y presión, y la variación de la conductividad del grafeno como función de la temperatura. Al comparar los espectros de transmitancia de los dos tipos de cristales fotónicos considerados, se logró identificar el efecto de la inclusión de las láminas de grafeno sobre las propiedades ópticas de esos cristales fotónicos. Los principales cambios notados tienen que ver con el desplazamiento, aumento y disminución en el tamaño de las brechas fotónicas de los espectros de transmitancia obtenidos sobre la estructura compuesta por el superconductor y el bloque semiconductor-grafeno- semiconductor, con respecto a los espectros obtenidos sobre el cristal constituido por el superconductor y el semiconductor. En particular, se analizaron los efectos producidos por la temperatura, la presión y la geometría sobre ambos tipos de estructuras, los cuales se reflejan en el corrimiento y alteración de las brechas a medida que cualquiera de estos parámetros varíe.