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Campos vectoriales en modelos cosmológicos inflacionarios.

Valenzuela Toledo, Cesar Alonso; Motoa Manzano, Josué; Bueno Sánchez, Juan Carlos (2018-04-23)

El estudio de las propiedades estadísticas de las anisotropías en la radiación cósmica de fondo (RCF), es un problema fundamental en cosmología, ya que su estudio permite discriminar entre los diferentes modelos cosmológicos ...
Caracterización teórica de la respuesta óptica y excitaciones de plasmones localizados y no localizados en cristales fotónicos formados por materiales dispersivos.

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 Fernando (2019-10-30)

En 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 ...
Control del Estado cuántico de moléculas frías.

Londoño Flórez, Beatriz Elena; Rodriguez, Karem; Madroñero, Javier; Rivas, Luis; Henao, Mario; Loaiza, Victor; Marín, Gustavo (2018-04-25)

El rápido avance en la tecnología de fuentes de radiación y la ingeniería a nivel nanométrico van de la mano con exhaustivos análisis numéricos y analíticos, como el llevado a cabo en este proyecto, que nos permiten ...
Desarrollo y caracterización de películas delgadas magneticas de MnAlC producidas por Deposición Física en Fase Vapor (PVD) para aplicaciones como imanes permanentes.

Tabares Giraldo, Jesús Anselmo; Pérez A., German A.; Sanchez Sthepa, Hector; Rodríguez, Luis Alfredo; Zamora, Ligia; Marín, Lorena; Valenzuela, José Luis (Universidad del ValleColombia, 2021-04-26)

Este informe presenta una ruta de producción del material base o precursor de la fase no magnética ε-MnAl-C por medio de fusión por arco eléctrico en atmósfera protectora de Ar. Las muestras presentaron una composición de ...
Efecto del contenido de aluminio en la resistencia a la corrosión del sistema de nuevas aleaciones Fe-Mn-Al-C como potencial reemplazo de aceros inoxidables.

Pérez, German Antonio; Tabares, Jesús Anselmo; Aguilar Castro, Yesid; Valdés, Jairo Antonio; Zambrano, Oscar Alexander; Marco, José Francisco; Rodríguez, Juan Sebastián (Universidad del ValleColombia, 2019-08-22)

Los aceros Fe-Mn-Al-C han despertado la atención de la comunidad científica debido a las excelentes propiedades que han mostrado a lo largo de numerosos estudios que se han realizado en estos, como también su potencial de ...
Efectos de la irradiación láser de baja potencia sobre tejidos blandos y cultivos celulares específicos de células normales y de cáncer.

Solarte Rodríguez, Efraín; Gutiérrez, Oscar; Hinestroza, Doris; Martínez, Héctor J.; Criollo, William D. (2018-04-23)

En este proyecto se realizó el estudio de los efectos de la radiación láser, de varias longitudes de onda, y de luz casi monocromática producida por diodos emisores de luz (LED) sobre cultivos celulares específicos de ...
Escalones interactuantes y formación de islas durante el crecimiento epitaxial 2.

González Cabrera, Diego Luis; Einstein, T. L.; Pimpinelli, Alberto (2018-04-25)

Los procesos de crecimiento manifiestan una serie de fenómenos fuera del equilibrio los cuales han sido objeto de muchos estudios durante los últimos años. Sin embargo, la importancia de los procesos de crecimiento van más ...
Estudio de fases y transiciones de fase cuánticas magnéticas en sistemas fuertemente correlacionados de baja dimensionalidad.

Rodríguez Ramírez, Karem; Rivera Torres, Nadia Daniela; Figueroa Manrique, Santiago; Marín Alvarado, Gustavo Adolfo; Lasso Vargas, Diego Alejandro (Universidad del ValleColombia, 2020-07-09)

En particular en el caso del sistema bosónico espinorial de espín-1 en la presencia de un campo de Zeeman cuadrático en la fase fuertemente correlacionada de estado de Mott, se logró entender e implementar dos (2) estrategias ...
Estudio de las propiedades optoelectrónicas de películas delgadas de CdS y dopadas para aplicaciones en celdas solares.

Mosquera Vargas, Edgar E.; Baca Miranda, Eval José María; Rodríguez, Luis Alfredo; Diosa Astaiza, Jesús Evelio; Herrera Molina, Daniela; Domínguez Vélez, Angelica María; Cerón Urbano, Neida Lizet (Universidad del ValleColombia, 2021-04-06)

En la ejecución del proyecto se estudiaron las propiedades estructurales, morfológicas, vibracionales y ópticas de las películas delgadas de CdS:Al con relación molar [Al]/[Cd] = 0.00, 0.25, 0.30, 0.35, 0.35, 0.45, 0.50, ...
Estudio del comportamiento de recubrimientos de nitruros protectores nanoestructurados para posibles aplicaciones biomédicas.

Lopera Muñoz, Wilson; Zambrano Romero, Gustavo Adolfo; Gómez de Prieto, María Elena; Riascos Bravo, Andrés; Londoño, Jessica Gil; Osorio Ospina, Diana Marcela (Universidad del ValleColombia, 2019-05-16)

Este proyecto surge como alternativa posible para dar respuesta a las necesidades crecientes de investigación en el campo de los materiales empleados en biocompatibilidad. Un área que se ha venido transformando en las ...
Estudio del efecto de conmutación resistiva en heteroestructuras basadas en óxidos multifuncionales.

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 (Universidad del ValleColombia, 2019-07-12)

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 ...
Estudio Experimental y Computacional de sistemas Magnéticos nanoestructurados y nanoparticulados y el efecto del Ni en las propiedades de imanes permanentes

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 (2018-08-23)

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 ...
Estudios de la criticalidad en los sistemas MxAgI1-x y M-Ag4I5 (M = LiI, Na, Rb) [recurso electrónico]

Peña Lara, Diego; Vargas, Rubén A.; Chacón, Manuel N.; Burbano, Juán C.; Orozco, Juán M. (2018-04-25)

Entre los conductores iónicos más estudiados computacional, experimental y teóricamente se encuentra la familia Mx-AgI1-x y M-Ag4I5 siendo M un elemento del grupo 1. Las propiedades físicas y el diagrama de fases se han ...
Evaluación de recubrimientos de multicapas de α-Al2O3 /8YSZ para la protección frente a la corrosión a altas temperaturas

Zambrano Romero, Gustavo A.; Gómez, María E.; Aguilar Castro, Yesid; Amaya, César; Sánchez, Óscar; Díaz, Nathalia; Escarraga, Andrés; Burgos, Melisa; Millán, Mario (2018-04-25)

El objetivo del presente proyecto de investigación es la síntesis y la caracterización de recubrimientos de barrera térmica (TBC – recubrimientos de barrera térmica, por sus siglas en inglés) tipo multicapa de α-Al2O3 /8YSZ ...
Evaluación formativa de unidades didácticas en física enfocadas en la formación de competencias científicas.

Uribe Gartner, Carlos Julio; Perea, Álvaro; Castaño Lora, Alice; Bonilla, Alexander (2018-04-23)

El objetivo central de este proyecto de investigación - acción fue el pilotaje y consiguiente revisión de las unidades didácticas en física enfocadas en la formación de competencias científicas diseñadas por el investigador ...
Expansión acelerada del universo con Modelos Escalar-Tensoriales.

Granda Velasquez, Luis Norberto (2019-10-31)

La cosmología actual presenta dos retos muy importantes tanto para la física como para la ciencia moderna. Estos son el problema de la energía oscura que exige la existencia de un nuevo tipo de materia de presión negativa, ...
Fe-ZnO nanoestructurado obtenido por aleamiento mecánico y sol-gel.

Zamora Alfonso, Ligia Edith; Pérez A., Germán A.; Tabares, Jesús A.; Bolaños, Alberto; Baca Miranda, Eval (2018-08-24)

El planteamiento principal de este proyecto era el de encontrar la forma más idónea para preparar el semiconductor magnético ZnO dopado con Fe sin la presencia de fases impuras. El proyecto se propuso de tal forma que se ...
Fluctuaciones térmicas en la región de transición superconductor / ferromagnética de las compositas (Bi2223)1-x(LSMO)x.

Baca Miranda, Eval; Vargas, Rubén (2018-04-23)

Al estudiar las propiedades estructurales y magnéticas de la manganita La0.7Sr0.3MnO3 obtenida por el método de reacción en estado sólido y sometida a procesos de molienda mecánica se encontró una coexistencia de fases ...
Influencia del número de bicapas en las propiedades mecánicas y tribológicas en recubrimientos multicapa [TiN/TiCrN]n depositados por magnetrón sputtering.

Colorado Restrepo, Hernán Darío; Ortíz Ortíz, Christian; Jurado Montaño, Arturo; Aperador, William Arnulfo (Universidad del ValleColombia, 2019-12)

La industria metalmecánica es uno de los principales sectores económicos del país, este sector, se basa en la trasformación de materiales en bienes que van desde tuberías, laminas y cualquier otra estructura metálica, para ...
Mejoramiento de las propiedades fotocatalíticas de óxidos metálicos nanoestructurados a base de TiO2.

Vargas Zapata, Ruben Antonio; Diosa, Jesus E.; Peña, Diego; Mosquera, Edgar; Garcia, Andreina (2019-10-30)

Se fabricaron exitosamente nanopartículas del óxido metálico TiO2 usando un método químico sencillo y reproducible seguido de calcinación en aire. La estructura y cristalinidad de las muestras fueron determinadas por ...

Envíos recientes

Campos vectoriales en modelos cosmológicos inflacionarios.

Valenzuela Toledo, Cesar Alonso | 2018-04-23

El estudio de las propiedades estadísticas de las anisotropías en la radiación cósmica de fondo (RCF), es un problema fundamental en cosmología, ya que su estudio permite discriminar entre los diferentes modelos cosmológicos inflacionarios propuestos para la formación de las estructuras a gran escala. En el contexto de la cosmología estándar, los modelos cosmológicos más aceptados son aquéllos que suponen que la función de distribución de las fluctuaciones primordiales (estudiadas desde el punto de vista teórico a través de la perturbación primordial en la curvatura \zeta y desde el punto de vista observacional a través del contraste en la temperatura de la RCF \delta T/T0) es adiabática, casi gaussiana, invariante de escala y además preserva la isotropía y la homogeneidad estadísticas. No obstante, existen indicaciones observacionales que sugieren que el espectro de perturbaciones impreso en el fondo cósmico de microondas presenta desviaciones significativas con respecto a la gaussianidad, homogeneidad e isotropía estadística [1,2]. Tales observaciones constituyen las ya bien conocidas anomalías de la radiación cósmica de fondo [1,2]. La relevancia de las anomalías del fondo cósmico en el desarrollo de este proyecto radica en que, según se ha especulado con base en el análisis de los datos observacionales, algunas de ellas podrían ser explicadas si se incluyen campos vectoriales en la dinámica inflacionaria. En este sentido, durante el desarrollo del proyecto se estudiaron diversos modelos inflacionarios con campos vectoriales [3,4,5]; en algunos casos se analizó si es posible obtener un periodo inflacionario [5], en otra situación se estudiaron sus simetrías [4] y en otros casos se analizaron desviaciones del comportamiento gaussiano e isótropo en la distribución de las fluctuaciones de la perturbación primordial en la curvatura \zeta [3]. El resultado mas importante del proyecto de investigación corresponde al artículo de la referencia [3], donde se presenta un método de evaluación de los efectos de los campos vectoriales en las funciones de correlación. Particularmente, en este trabajo se calcularon las funciones de correlación de dos y tres puntos la perturbación primordial en la curvatura. En concreto, se utilizó el espectro de potencias de la perturbación en la curvatura parametrizado de la siguiente forma: P_\zeta(\vec{k})\equiv P_\zeta(k)\left[1+g_\zeta(k)(\hat{n} \cdot \hat{k} )^2 \right], donde g_\zeta es el parámetro de anisotropía estadística y \hat{n} un vector unitario que apunta en la dirección preferencial y luego, utilizando el formalismo \delta N, se calculó el parámetro de no gaussianidad f_{\rm NL} en el biespectro B_\zeta y se determinaron los efectos de dependencia de escala y de forma parametrizados a través de g_\zeta(k). Los resultados de este trabajo indican que los efectos de los campos vectoriales en las funciones de dos y tres puntos son muy pequeños, prácticamente indetectables cuando se consideran los valores observados para el parámetro g_\zeta.

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Caracterización teórica de la respuesta óptica y excitaciones de plasmones localizados y no localizados en cristales fotónicos formados por materiales dispersivos.

Calero Quintero, Jesus Maria | 2019-10-30

En 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 bandas

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Control del Estado cuántico de moléculas frías.

Londoño Flórez, Beatriz Elena | 2018-04-25

El rápido avance en la tecnología de fuentes de radiación y la ingeniería a nivel nanométrico van de la mano con exhaustivos análisis numéricos y analíticos, como el llevado a cabo en este proyecto, que nos permiten comprender la magnitud y complejidad de la espectroscopia molecular y su dinámica a temperaturas muy bajas (T~ μK). La presencia de radiación permite proponer esquemas de control cuántico sobre los diversos grados de libertad internos de las moléculas (estados hiperfinos, rotacionales, vibracionales). Hemos analizado aquí la dinámica de dos y tres estados electrónicos acoplados, en los cuales una gran cantidad de niveles El rápido avance en la tecnología de fuentes de radiación y la ingeniería a nivel nanométrico van de la mano con exhaustivos análisis numéricos y analíticos, como el llevado a cabo en este proyecto, que nos permiten comprender la magnitud y complejidad de la espectroscopia molecular y su dinámica a temperaturas muy bajas (T~ μK). La presencia de radiación permite proponer esquemas de control cuántico sobre los diversos grados de libertad internos de las moléculas (estados hiperfinos, rotacionales, vibracionales). Hemos analizado aquí la dinámica de dos y tres estados electrónicos acoplados, en los cuales una gran cantidad de niveles.

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Desarrollo y caracterización de películas delgadas magneticas de MnAlC producidas por Deposición Física en Fase Vapor (PVD) para aplicaciones como imanes permanentes.

Tabares Giraldo, Jesús Anselmo | 2021-04-26

Este informe presenta una ruta de producción del material base o precursor de la fase no magnética ε-MnAl-C por medio de fusión por arco eléctrico en atmósfera protectora de Ar. Las muestras presentaron una composición de Mn54.3Al44C1.7 y de Mn53.3Al45C1.7 usando Mn, Al y C de alta pureza (mayor a 99.9 %). Las muestras han sido refundidas para aumentar la difusión de los elementos en la muestra as-cast. Se adiciona un 3 at.% de Mn para compensar la pérdida por evaporación durante el proceso de fusión del material. Para mejorar las características en composición del material base a evaporar se realizaron preparaciones con diferentes composiciones de MnAl-C hasta lograr obtener un material con la composición requerida. Adicionalmente, con el propósito de encontrar las mejores condiciones de imán permanente de la aleación MnAlC, se exploraron rutas adicionales, incluyendo la producción de la aleación dopada con material magnéticamente blando como el α-Fe o FeCo. Las muestras obtenidas por fundición en horno a arco se trataron térmicamente siguiendo dos rutas diferentes de tratamiento térmico. Las muestras fueron encapsuladas y mantenidas a 1100°C por 32 horas y luego inactivadas en agua para conservar la fase de altas temperaturas ε-MnAl-C no magnética. En la segunda ruta la muestra fundida se somete a un tratamiento térmico de dos pasos: a 1200 °C (durante 4 h) seguido de 1100 ° C (48 h) lo que nos nos permitió obtener una aleación de ε-MnAlC de concentración notablemente alta después de realizar el proceso de enfriamiento en agua a temperatura ambiente. Las muestras son sometidas a un proceso de recocido que promueve la transformación de la fase ε-MnAl-C a la fase τ-MnAlC. Se establece mediante un estudio XRD que el proceso de recocido óptimo para producir la fase τ-MnAlC requiere realizar un proceso de recocido a 550 ° C durante 30 min. Complementariamente, las muestras se caracterizan por difracción de rayos X, por magnetómetro de muestra vibrante (VSM) y microscopio electrónico de transmisión (TEM).

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Efecto del contenido de aluminio en la resistencia a la corrosión del sistema de nuevas aleaciones Fe-Mn-Al-C como potencial reemplazo de aceros inoxidables.

Pérez, German Antonio | 2019-08-22

Los aceros Fe-Mn-Al-C han despertado la atención de la comunidad científica debido a las excelentes propiedades que han mostrado a lo largo de numerosos estudios que se han realizado en estos, como también su potencial de reemplazo de diversas aleaciones, debido al bajo costo de los principales elementos aleantes de estos aceros (manganeso y aluminio). En este sentido, el estudio de los aceros Fe-Mn-Al-C frente a la corrosión electroquímica surge bajo la necesidad de conocer la respuesta, ventajas y desventajas de estas aleaciones frente a los medios corrosivos más comunes (medios ácidos y básicos) que puedan presentarse en condiciones industriales. Para el desarrollo de este trabajo, se fundieron en un horno de inducción el siguiente sistema de aleaciones Fe-20Mn-xAl-0.7C (x=0,3,6,9), las cuales fueron posteriormente tratadas termo mecánicamente para lograr una condición de granos equiaxiales, condición conocida industrialmente como condición de “suministro”, debido a las buenas propiedades mecánicas encontradas en este estado. Adicionalmente, el estudio de este acero se comparó frente al comportamiento de aceros comerciales muy usados en la industria AISI 1020 y 304L para comparar la resistencia a la corrosión frente a estos. Mediante microscopia electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia de fotoelectrones emitidos por rayos-x (XPS) se estudiaron las superficies corroídas bajos los electrolitos de estudios, para determinar el comportamiento de la capa pasiva frente a estos, como también el roll que juegan cada uno de los elementos en el proceso. Finalmente, se logró determinar el efecto del contenido de aluminio frente a estos procesos de corrosión, en la cual para medio ácidos (H2SO4 y HCl), disminuye notablemente la capacidad pasivante de la capa, facilitando la corrosión y generando valores alto de densidad de corrosión frente a los aceros AISI 1020 y 304L. Por otro lado, el comportamiento del aluminio en la corrosión de medios básicos (NaOH y NaCl) genera bajos valores de densidad de corrosión a medida que el contenido de Al aumenta.

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Efectos de la irradiación láser de baja potencia sobre tejidos blandos y cultivos celulares específicos de células normales y de cáncer.

Solarte Rodríguez, Efraín | 2018-04-23

En este proyecto se realizó el estudio de los efectos de la radiación láser, de varias longitudes de onda, y de luz casi monocromática producida por diodos emisores de luz (LED) sobre cultivos celulares específicos de células normales y anómalas (cáncer) y sobre las propiedades ópticas de algunos de los tejidos biológicos (blandos) que las contienen. Los efectos biológicos y fisiológicos se estudiaron determinando los efectos de irradiaciones controladas sobre el crecimiento de cultivos celulares mediante métodos estándar de fluorescencia (Test XTT) y mediante observación microscópica de posibles efectos morfológicos sobre las células irradiadas. Se desarrolló un protocolo para los cultivos y para la irradiación de los mismos. Por otra parte, se estudiaron los efectos ópticos de absorción y fluorescencia, producidos o inducidos por irradiación con láser o con LED, mediante la medición directa de los espectros de transmitancia y de fluorescencia de las muestras irradiadas, utilizando un espectrofotómetro miniatura, acoplado con fibra óptica. Para el estudio de las propiedades de la propagación de la luz producida con fuentes láser en los tejidos blandos, fue diseñado un protocolo basado en fotografía digital y procesamiento de imagen sobre modelos físicos de estos sistemas, que permite estudiar la propagación de la luz en medios turbios y determinar las longitudes de atenuación. Estos estudios de imagen digital fueron complementados con medidas espectrales de transmitancia y reflectancia, tanto para haz colimado como para difuso, empleando para estas últimas mediciones un juego de esferas integradoras, se realizaron además medidas del índice de refracción de los modelos utilizando un refractómetro Abbe estándar. Finalmente, se hizo una modelación de los tejidos biológicos y se simuló la propagación de la luz en medios turbios.

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Escalones interactuantes y formación de islas durante el crecimiento epitaxial 2.

González Cabrera, Diego Luis | 2018-04-25

Los procesos de crecimiento manifiestan una serie de fenómenos fuera del equilibrio los cuales han sido objeto de muchos estudios durante los últimos años. Sin embargo, la importancia de los procesos de crecimiento van más allá del contexto académico. Por ejemplo, el conocimiento de los procesos atomísticos envueltos en el crecimiento de películas en el régimen submonocapa es crucial en la producción de dispositivos nanoelectrónicos.

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Estudio de fases y transiciones de fase cuánticas magnéticas en sistemas fuertemente correlacionados de baja dimensionalidad.

Rodríguez Ramírez, Karem | 2020-07-09

En particular en el caso del sistema bosónico espinorial de espín-1 en la presencia de un campo de Zeeman cuadrático en la fase fuertemente correlacionada de estado de Mott, se logró entender e implementar dos (2) estrategias de estudio, una determinista y una estocástica. La primera estrategia -determinista- está basada en el método variacional, que involucra el ansatz de Gutzwiller y evolución en tiempo imaginario, para obtener y estudiar el estado base y con esto las fases ferromagnéticas del sistema bosónico de espín-1 en redes ópticas cuadradas unidimensionales y bidimensionales. Como principal producto de esta línea se tiene el trabajo de grado del estudiante Gustavo Marín. La segunda estrategia -estocástica- está basada en el método de Monte Carlo cuántico, específicamente el algoritmo de World lineas, por medio del cual se mapea la función de partición cuántica del sistema 1D a la función de partición clásica del sistema 2D donde la dimensión adicional está dada por el tiempo imaginario que conduce nuevamente la obtención del estado base y por ende las fases ferromagnéticas del problema. De este línea de investigación se obtuvieron dos productos principales, el trabajo de grado del estudiante Santiago Figueroa y un artículo aceptado en la revista Mexicada de Física. Y el estudiante Santiago Figueroa obtuvo mención Meritoria en su trabajo de grado. En el caso de los sistemas fermiónicos, se analizaron fermiones polarizados (sin tener en cuenta el grado de libertad de espín) y fermiones espinoriales de espín 3/2. Para el primer caso, fermiones sin espín, se obtuvieron y analizaron los modos de borde de energía cero, los cuales son modos que pertenecen a una fase con topología no trivial que se encuentran protegidos en la mitad del gap del espectro energético del sistema. Utilizando la metodología de Bogoliubovde Gennes se lograron aislar y se obtuvieron sus funciones de onda, tanto representación de posición como de momento y se analizó todo el diagrama de fase desde la fase no topológica (trivial) a la topológica. Dos productos se obtuvieron en esta línea, el trabajo de grado de la estudiante Nadia Rivera y un artículo aceptado en la revista Mexicana de Física, donde la estudiante obtuvo mención meritoria en su trabajo de grado. En el segundo caso, espines de 3/2, la investigación se llegó hasta la proposición de un circuito cuántico con el cual realizar el protocolo de teleportación utilizando el estado de Dimero de espin 3/2 como medio para teleportar un estado simple de espin ½.

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Estudio de las propiedades optoelectrónicas de películas delgadas de CdS y dopadas para aplicaciones en celdas solares.

Mosquera Vargas, Edgar E. | 2021-04-06

En la ejecución del proyecto se estudiaron las propiedades estructurales, morfológicas, vibracionales y ópticas de las películas delgadas de CdS:Al con relación molar [Al]/[Cd] = 0.00, 0.25, 0.30, 0.35, 0.35, 0.45, 0.50, respectivamente. Estas fueron fabricadas a partir de la técnica de deposición de baño químico (CBD – siglas en inglés). La técnica CBD destaca por su simplicidad, bajo costo y fácil escalabilidad. De acuerdo con la situación que se vive debido a la pandemia -COVID 19, algunas medidas experimentales (ver reporte febrero y julio 2020) han sido afectadas por el no acceso al laboratorio -UV. Sin embargo, se ha venido trabajando en el análisis de los resultados obtenidos. Además, un estudio de análisis numérico se ha propuesto usando teoría funcional de la densidad (DFT – siglas en inglés) para obtener la estructura de banda, su densidad de carga y densidad de estados de al menos la estructura de CdS y posteriormente a las estructuras dopadas (Tesis Daniela Herrera Molina- Maestría en Física). De los resultados obtenidos por difracción de rayos-X (XRD – siglas en inglés), las películas delgadas de CdS y CdS:Al presentan una estructura hexagonal (wurtzita) con orientación preferencial (002). Además, el tamaño de cristalito fue estimado para cada muestra. El estudio morfológico por microscopia de fuerza atómica (AFM- siglas en inglés) mostro cambios en su estructura granular con el incremento del contenido del dopante. Un detallado estudio fue llevado a cabo con espectroscopia Raman, donde los modos vibracionales 1LO y 2LO fueron observados confirmando la estructura reportada por XRD. Medidas de Transmitancia, reflectancia, índice de refracción, y coeficiente de extinción fue llevado a cabo para estudiar las propiedades ópticas de las películas bajo el dopaje de aluminio. La brecha de banda incrementa de 2.3 a 2.6 eV con el incremento del dopaje. Aquí podemos afirmar que el dopaje con aluminio claramente afecta las propiedades ópticas y fotoluminiscentes de las películas delgadas de CdS. Como futuros estudios es continuar con el análisis numérico, así como dopar con otros elementos (In, Ga, etc) y estudiar sus propiedades para ventanas en celdas solares de segunda generación.

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Estudio del comportamiento de recubrimientos de nitruros protectores nanoestructurados para posibles aplicaciones biomédicas.

Lopera Muñoz, Wilson | 2019-05-16

Este proyecto surge como alternativa posible para dar respuesta a las necesidades crecientes de investigación en el campo de los materiales empleados en biocompatibilidad. Un área que se ha venido transformando en las últimas décadas para obtener nuevos materiales mejorados en razón de costo y propiedades específicas, especialmente aquellas donde se requiere que el material permanezca implantado por un largo periodo de tiempo sin perder propiedades ni causar daños al huésped. En aras de esto, el presente proyecto se planteó la producción de recubrimientos protectores nanoestructurados sobre aceros inoxidables del tipo 316 L, depositados por la técnica de magnetrón sputtering, para posibles aplicaciones biomédicas. Dado que estos recubrimientos han demostrado en estudios previos, presentar muy buenas propiedades mecánicas como resistencia elevada al desgaste y a la tensión, así como buena resistencia a la corrosión, se plantea la posibilidad de emplearlos como recubrimientos protectores alternativos, en la fabricación de implantes y prótesis mecánicas corporales de alto rendimiento. El proyecto implicó la preparación de las probetas de aceros inoxidables 316L con una configuración semicónica (para inmersión controlada) sobre las cuales se depositaron los recubrimientos protectores nanoestructurados, para la posterior evaluación de su biocompatibilidad en fluidos que simulan el plasma sanguíneo y pruebas de citotoxicidad a través de crecimiento celular. Como recubrimientos protectores nanoestructurados, se sintetizaron nitruros ternarios como el nitruro de cromo aluminio (CrAlN) y el nitruro de titanio aluminio (TiAlN), sobre los cuales el Grupo de Películas Delgadas tiene amplia experiencia en el estudio de sus propiedades protectoras antidesgaste, anticorrosivas, mecánicas y tribológicas. Posterior a la obtención de los recubrimientos protectores estos se caracterizaron estructural y morfológicamente mediante Difracción de Rayos X (XRD), Microscopia Electrónica de Barrido (SEM) en sección transversal y Microscopia de Fuerza Atómica (AFM). Igualmente se estudió su comportamiento electroquímico ante la corrosión mediante la técnica de Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS). El estudio de la adherencia y del comportamiento al desgaste se llevó a cabo con un tribómetro por Pin-on disk. Finalmente, el estudio de biocompatibilidad se llevó a cabo por inmersión en fluidos simulados tales como el fluido de Hank, así como también se evaluó citotoxicidad empleando la técnica de viabilidad celular por medio del ensayo de reducción del MTT. Los resultados corroboraron las propiedades mecánicas, tribológicas y de resistencia a la corrosión de estos recubrimientos nanoestructurados, además de mostrar promisorias posibilidades en aplicaciones biomédicas como son los implantes sometidos a altas tasas de desgaste acompañados de procesos corrosivos corporales.

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Estudio del efecto de conmutación resistiva en heteroestructuras basadas en óxidos multifuncionales.

Gross, Katherine | 2019-07-12

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.

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Estudio Experimental y Computacional de sistemas Magnéticos nanoestructurados y nanoparticulados y el efecto del Ni en las propiedades de imanes permanentes

Aguirre Contreras, William Richard | 2018-08-23

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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Estudios de la criticalidad en los sistemas MxAgI1-x y M-Ag4I5 (M = LiI, Na, Rb) [recurso electrónico]

Peña Lara, Diego | 2018-04-25

Entre los conductores iónicos más estudiados computacional, experimental y teóricamente se encuentra la familia Mx-AgI1-x y M-Ag4I5 siendo M un elemento del grupo 1. Las propiedades físicas y el diagrama de fases se han obtenido experimentalmente y tanto teórica como computacionalmente se ha tratado de comprender la dinámica involucrada; en la fase sólida y a temperatura ambiente, algunos componentes presentan buena conductividad iónica del orden de S/cm, que desde lo tecnológico los hace útiles en las aplicaciones de baterías de estado sólido, sensores de humedad, entre otras.

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Evaluación de recubrimientos de multicapas de α-Al2O3 /8YSZ para la protección frente a la corrosión a altas temperaturas

Zambrano Romero, Gustavo A. | 2018-04-25

El objetivo del presente proyecto de investigación es la síntesis y la caracterización de recubrimientos de barrera térmica (TBC – recubrimientos de barrera térmica, por sus siglas en inglés) tipo multicapa de α-Al2O3 /8YSZ en forma de película delgada, para sus aplicaciones en dispositivos de alto desempeño, como los que son depositados sobre aleaciones metálicas sometidas a altas temperaturas. El proyecto incluye la síntesis, el crecimiento, la caracterización, en particular su comportamiento a la corrosión a altas temperaturas. Los recubrimientos con estructura tipo multicapa constituyen una de las propuestas actuales más eficaces para conseguir recubrimientos con propiedades mejoradas. Este tipo de sistemas o estructuras se basan en el apilamiento periódico de capas alternadas de materiales diferentes, por lo cual estas estructuras mejoran la adhesión del recubrimiento al substrato, al reducir las tensiones internas y la fragilidad del material. En el presente trabajo de investigación se depositaron recubrimientos tipo multicapas de alúmina en fase alfa (α-Al2O3), el cual es un oxido estable de crecimiento lento y con un coeficiente de expansión térmica moderado y de Circonia estabilizada con Itria al 8 % (8YSZ) recubrimiento utilizado en aplicaciones tribológicas a altas temperaturas debido a su baja conductividad térmica, alto coeficiente de expansión térmica, (similar al de los metales), buena combinación de alta tenacidad, relativa alta dureza y resistencia a la corrosión por erosión. Los substratos utilizados fueron aceros para alta temperatura y silicio para cierto tipo de caracterizaciones. Con el propósito de estudiar la influencia de la variación del periodo en este tipo de recubrimientos, sobre su estructura cristalina, y el posible cambio en las propiedades de resistencia a la corrosión a altas temperaturas, se plantea diseñar multicapas de [α-Al2O3/8YSZ]n variando el número de bicapas en 1, 10, 30, 50 y 70 y la periodicidad espacial en λ = 1.5 μm, λ = 300 nm, λ = 100 nm, λ = 60 nm, λ = 43 nm , manteniendo el espesor total de película constante 2 μm. Las muestras se caracterizaran estructural y morfológicamente mediante Difracción de Rayos X (XRD), Microscopia de Fuerza Atómica (AFM) y Microscopia Electrónica de Barrido (SEM). El estudio del comportamiento electroquímico a altas temperaturas, se llevara a cabo por medio del ensayo de corrosión por sales fundidas por medio de la Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS).

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Evaluación formativa de unidades didácticas en física enfocadas en la formación de competencias científicas.

Uribe Gartner, Carlos Julio | 2018-04-23

El objetivo central de este proyecto de investigación - acción fue el pilotaje y consiguiente revisión de las unidades didácticas en física enfocadas en la formación de competencias científicas diseñadas por el investigador principal en un proyecto antecedente, realizado durante su año sabático (“Diseño y producción de unidades didácticas en física enfocadas en la formación de competencias científicas”), con la concomitante construcción de teoría fundada acerca de la facilitación de dicha formación. El diseño didáctico gira alrededor de reconocer la complejidad irreductible del desarrollo humano, mediado por la interacción social en la “Zona de Desarrollo Próximo” (Vygotsky), y las herramientas simbólicas y culturales, entre las que sobresale el lenguaje hablado y escrito y actualmente las TIC. Ello se concreta en la integración de las asignaturas de español y física fundamental I: en la primera, cursada por los estudiantes en el semestre previo al curso de física en el que se pilotaron las unidades, se usó como material de trabajo un “texto refutacional” de la “concepción aristotélica del movimiento”, que también fue el resultado de un proyecto de investigación antecedente. Para valorar la efectividad de este texto se aplicó el FCI (Force Concept Inventory) antes y después de la secuencia didáctica formada por los dos cursos; los datos se analizaron mediante el ‘Model Analysis’ de Bao&Redish, mostrando un cambio moderadamente significativo en el estado de conocimiento del grupo con respecto a la relación fuerza-movimiento. Los otros materiales diseñados fueron evaluados de modo cualitativo, mediante el análisis de las interacciones en clase (las cuales fueron grabadas en video) y el análisis de contenido de las producciones de los estudiantes en respuesta a las actividades propuestas, ambos análisis dirigidos a la identificación de problemas de diseño de las unidades. Los resultados de estos análisis se utilizaron en la revisión sistemática de las actividades y materiales. Otro aspecto del análisis, de acuerdo al marco teórico del proyecto, fue el desarrollo de la competencia de comunicación académica de los estudiantes, comparando las sucesivas versiones de sus producciones en respuesta a las observaciones del docente. Adicionalmente, se recogieron datos acerca de las percepciones de los estudiantes sobre la calidad del diseño didáctico seguido en el curso mediante un cuestionario anónimo en el campus virtual. Se concluyó que la atención puesta a las competencias comunicativas, tanto de lectura como de escritura de textos académicos, y la realización de actividades de modelación y simulación con TIC (“Mirando con lupa una función”, “Movimiento a control remoto”, “Sintiendo la relación entre fuerza y movimiento” y “¿Cuánto más rápido cae la bola más pesada?”), contribuyeron al compromiso cognitivo y afectivo de los estudiantes con el curso y al desarrollo de sus competencias conceptuales e investigativas.

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Expansión acelerada del universo con Modelos Escalar-Tensoriales.

Granda Velasquez, Luis Norberto | 2019-10-31

La cosmología actual presenta dos retos muy importantes tanto para la física como para la ciencia moderna. Estos son el problema de la energía oscura que exige la existencia de un nuevo tipo de materia de presión negativa, o de la modificación de relatividad general a distancias cosmológicas y el problema de la inflación cósmica, que trata de resolver los problemas del Big Bang, y a los cuales se dedican importantes experimentos observacionales y estudios teóricos den los grandes centros de investigación en el mundo. El descubrimiento de la expansión acelerada del universo ha dado lugar a numerosas investigaciones que tratan de explicar el origen de este fenómeno. Para abordar este problema se han propuesto diferentes modelos de campos escalares de energía oscura, como los modelos de quintessence, tachyon, dilaton, k-essence, los cuales describen la energía oscura con una ecuación de estado mayor que -1. Por otro lado, recientemente se han hecho mediciones más precisas del parámetro de Hubb (H) que favorecen un universo en una fase de expansión tipo phantom, lo cual implica una revisión tanto del modelo estándar actual con la constante cosmológica, como de los modelos dinámicos con campos escalares de quintaescencia, dado que éstos últimos no podrían dar cuenta de una ecuación de estado por debajo -1. Esto tendría fuertes implicaciones ya que se podría descartar

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Fe-ZnO nanoestructurado obtenido por aleamiento mecánico y sol-gel.

Zamora Alfonso, Ligia Edith | 2018-08-24

El planteamiento principal de este proyecto era el de encontrar la forma más idónea para preparar el semiconductor magnético ZnO dopado con Fe sin la presencia de fases impuras. El proyecto se propuso de tal forma que se hacían diferentes formas de preparar las muestras y estudiarlas experimentalmente. Las tres formas que se optó para preparar las muestras fueron: A. La primera por aleamiento mecánico entre polvos puros de Fe y ZnO; dopando el ZnO con un 10% de Fe. En el aleamiento mecánico existe un parámetro importante que es la relación entre el peso de las bolas con el peso de la muestra (BPR por sus siglas en Inglés). Se encontró que al aumentar esta relación se logra que todo el Fe penetre dentro de la matriz de ZnO, evitando las fases impuras. Como resultado se logra proponer un modelo fenomenológico de polarones para explicar el mecanismo de magnetización en este modelo. B. La segunda forma de preparar el sistema fue: Alear el ZnO con un 10% de magnetita (Fe3O4). En este caso además de la fase pura de ZnO se obtuvo la fase Fe2O4Zn1 conocida como Franklinite. Entonces existen fases impuras. C. La tercera forma de preparar el sistema: A través de la técnica conocida como sol gel; se prepararon cambiando la concentración del dopante, las muestras obtenidas se estudiaron (as cash) y además se depositaron sobre cristales simples de Si. Lo importante de estas muestras fueron las medidas de reflactancia y la caracterización eléctrica, mostrando un comportamiento semiconductor.

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Fluctuaciones térmicas en la región de transición superconductor / ferromagnética de las compositas (Bi2223)1-x(LSMO)x.

Baca Miranda, Eval | 2018-04-23

Al estudiar las propiedades estructurales y magnéticas de la manganita La0.7Sr0.3MnO3 obtenida por el método de reacción en estado sólido y sometida a procesos de molienda mecánica se encontró una coexistencia de fases ferromagnética y superparamagnética que se hacen manifiestas a baja temperatura y a temperatura ambiente respectivamente. La técnica de termogravimetría (TGA) asistida con campo magnético, mostró una temperatura de Curie TC = 369.69 K (=96.96oC). A partir de refinamiento Rietveld de los rayos X, se observó una reducción de tamaño de partícula y una estabilización de la estructura cristalina de grupo espacial R3c, a medida que aumenta el tiempo de molienda tM en acuerdo con las imágenes de SEM.

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Influencia del número de bicapas en las propiedades mecánicas y tribológicas en recubrimientos multicapa [TiN/TiCrN]n depositados por magnetrón sputtering.

Colorado Restrepo, Hernán Darío | 2019-12

La industria metalmecánica es uno de los principales sectores económicos del país, este sector, se basa en la trasformación de materiales en bienes que van desde tuberías, laminas y cualquier otra estructura metálica, para estos procesos, es indispensable el uso de dispositivos como lo son las herramientas de corte (discos de corte, brocas, escariadores, mandriles e.t.c), dichos dispositivos, son constantemente expuestos constantemente en ambientes agresivos y altos esfuerzos durante los procesos de transformación, estos dispositivos presentan altas tasas de desgaste, los cuales, requieren y obligan a que se realice paros o tiempos muertos dentro de los procesos de transformación con el fin de realizar cambios o mantenimiento de las misas, estos tiempos muertos dentro de los procesos de trasformación, se traducen en tiempo, dinero y perdida de eficiencia de dichos procesos, para ello, este proyecto consistió en realizar un estudio sistemático sobre recubrimientos multicapas basado en [TiN/TiCrN]n con el fin de determinar si dichos recubrimientos presentan características y propiedades que lo pueden hacer como un candidato potencial a la hora de implementar revestimientos protectores sobre herramientas de corte dentro de la industria metalmecánica. Para este proyecto se definió como principales objetivos, la síntesis de recubrimientos monocapas (TiN y TiCrN) donde se pudiera estudiar el comportamiento de dichos recubrimientos por separados y los sistemas multicapas [TiN/TiCrN]n donde se obtuvieron n= (1, 25 y 50) bicapas, para estudiar el efecto del aumento del número de bicapas en las propiedades mecánicas, tribológicas y electroquímicas. Dichos recubrimientos monocapas y multicapas fueron caracterizados para determinar propiedades como: Estructura cristalina, rugosidad, tamaño de grano, dureza, módulo de elasticidad, coeficiente de fricción, curvas tafel e impedancia electroquímica, con el fin de determinar el número de bicapas donde se encontraron un mejor conjunto de propiedades. Con los resultados obtenidos, finalmente se realizó un índice de mérito donde se relacionó varias propiedades (mecánicas, tribológicas y electroquímicas) donde se determinó que el sistema multicapa [TiN/TiCrN]n para n= 50 bicapa presenta el mejor conjunto de propiedades, demostrando que este sistema es la mejor opción a la hora de implementar revestimientos protectores en herramientas de corte.

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Mejoramiento de las propiedades fotocatalíticas de óxidos metálicos nanoestructurados a base de TiO2.

Vargas Zapata, Ruben Antonio | 2019-10-30

Se fabricaron exitosamente nanopartículas del óxido metálico TiO2 usando un método químico sencillo y reproducible seguido de calcinación en aire. La estructura y cristalinidad de las muestras fueron determinadas por difracción de rayos-X (XRD). Los análisis de espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR). Los análisis composicionales se realizaron con microscopia electrónica de barrido combinado con energía dispersa de rayos-X (SEM-EDX). Medidas de absorbancia de luz ultravioleta y visible fueron analizadas para determinar la longitud de onda de absorción y la brecha de energía óptica. Medidas de fotoluminiscencia fueron llevadas a cabo para analizar los defectos estructurales y comparar con las propiedades fotocatalíticas de las muestras en la degradación del colorante naranja metilo (MO).

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