Propiedades electrónicas de bicapas atómicas bidimensionales

A escala atómica existe una gran diversidad de cristales bidimensionales (2D) disponibles con distintas simetrías, estructura electrónica, y grado de interacción, de manera que hay un terreno amplio y rico para la investigación. Un nuevo grado de libertad, caracterizado por la orientación relativa o ángulo de rotación, aparece cuando dos o más materiales 2D son apilados uno sobre otro. Se ha demostrado que este nuevo parámetro tiene influencia sobre las propiedades electrónicas, ópticas, químicas y mecánicas de los materiales 2D. En esta charla presentaremos nuestros resultados teóricos recientes sobre las propiedades electrónicas y su origen físico de bicapas de grafeno (G/G) y de grafeno y disúlfuro de tungsteno (G/WS2), en función del ángulo relativo entre capas. Con base a un método de desdoblamiento de bandas, identificamos las interacciones electrónicas que dan lugar a las bandas electrónicas entre capas.

Interferencia de Moiré en la respuesta óptica de superredes de Kekulé y analogías de grafeno bicapa rotado

Considerando varios resultados experimentales recientes sobre la visualización de patrones de Kekulé en capas de grafeno, se usa teoría de respuesta lineal para predecir las firmas optoelectrónicas de superredes de grafeno con modulaciones espaciales que triplican el tamaño de la celda unidad. Para superredes como las que se han visualizado en los experimentos, la respuesta optoelectrónica calculada revela múltiples especies de portadores de carga distinguidos por sus masas efectivas o velocidades de Fermi. La respuesta de estos sistemas exhibe picos característicos en la conductividad óptica que sugieren efectos de interferencia de Moiré entre las diferentes especies de portadores. También discutimos una relación entre estos sistemas y superredes de Moiré, obteniendo un modelo mínimo para una superred de grafeno que exhibe bandas planas como las que se han observado en bicapas de grafeno rotado.

Analysis of the effect of thickness, and molar fraction of In on InGaN absorption layer performance for solar cell applications

The use of renewable energies by solar cell development has been approached using different materials. III-nitrides are one of the most studied due to the wide bandgap from 1.1 eV up to 6.2 eV. In this work, the effect of depletion region thickness and Indium concentration in the cell performance for InGaN-based solar cells have been explored. To make the analysis, Indium concentration was graded to increase the molar fraction despite the phase separation, and then, the n and p layers thickness were varied from 100 to 200 nm for the p-type and from 1 to 3 micron for n-type. Besides, the molar fraction was simulated using three different approaches from bulk, graded ascending and one last as ascending-descending absorption layer. The simulation were performed using SILVACO TCAD using ATLAS device simulator.

Apareamiento electrónico en dos cadenas de Fibonacci acopladas

Los materiales bidimensional han sido objeto de estudio muy intenso en los últimos años debido al descubrimiento del grafeno, posteriormente, ha surgido una gama importante de materiales bidimensionales, entre los que podemos mencionar se encuentran el siliceno y el germaneno, entre otros. Hoy en día, el estudio de bicapas de estos materiales se ha intensificado debido al surgimiento de nuevas características de gran relevancia y distintas a las de una sola capa. En este trabajo, estudiamos el comportamiento de dos cadenas de Fibonacci paralelas y acopladas que se pueden deslizar, usando tanto la aproximación de una sola partícula como de la correlación electrónica para potenciales de interacción pequeños. Logramos encontrar apareamiento electrónico a partir de un valor crítico del potencia atractivo entre los electrones.

Densidades superfluida y de corriente critica para cupratos bajodopados YBa$_2$Cu$_3$O$_{6+x}$

Aplicando el modelo Bosón-Fermión Multicapas de la superconductividad a los cupratos bajodopados [1,2] obtenemos: la diferencia entre los calores específicos superconductor y normal $\Delta C_p = C_p^s -C_p^n$; el campo crítico termodinámico $H_c$; y las densidades superfluida $\rho(T)$ y de corriente crítica $J_c(T)$. Estas propiedades, todas como funciones de la temperatura T, las introducimos en el formalismo que nos lleva a la ecuación de Rutgers donde mantenemos el término de la segunda derivada de $H_c$ con respecto de T. Conservar la segunda derivada de $H_c$ nos conduce a relaciones actualizadas de donde es posible obtener la longitud de penetración $\lambda(T)$del campo magnético con mayor precisión. En el caso de los superconductores de alta temperatura crítica (HTSC), tanto la densidad superfluida como la corriente crítica están directamente relacionadas con $\lambda(T)$ vía $\rho(T) = n_s/n = (\lambda(0)/\lambda(T))^2$ y $J_c(T) = c H_c(T)/4\pi\lambda(T)$, donde $n_s$ es la densidad de portadores de superconductividad y $c$ la velocidad del sonido. Nuestros resultados mejoraron significativamente al compararlos con los experimentos. [1] P. Salas, M. Fortes, M.A. Sol\'is and F. J. Sevilla, Physica C 524, 37 (2016). [2] P. Salas, M.A. Sol\'is and M. Fortes, Int. J. Mod. Phys. B 31, 1750100 (2017). Agradecemos el apoyo recibido de la DGAPA-UNAM a través del proyecto PAPIIT IN110319.

Correlación electrónica en la aleación de actínidos Th-Pa

Se presenta un estudio sistemático de las propiedades estructurales, electrónicas y dinámica de red desde el Th hasta el Pa mediante la variación de la concentración en la solución sólida Th$_{1-x}$Pa$_x$, analizando los efectos de correlación electrónica en las mismas. El sistema ha sido analizado mediante la teoría perturbativa del functional de la densidad (DFPT), usando el método de pseudopotenciales MBPP y la aprox. del cristal virtual (VCA) para simular la solución. En particular, resultados sobre el ordenamiento energético del estado base de diferentes estructuras cristalinas (fcc y bct), así como también los parámetros de red, densidad de estados y las frecuencias fonónicas son discutidos bajo el esquema de correlación electrónica (LDA+U) y analizadas a detalle como función de la concentración, con miras a explicar la discrepancia con observaciones experimentales en la fase cristalina de Pa, así como el comportamiento del acoplamiento electrón-fonón presente en el sistema.

En busca de nuevas propiedades de bicapas de materiales bidimensionales

El aislamiento de grafeno a partir de grafito gracias a la técnica de exfoliación mecánica, abrió la posibilidad de obtener otros cristales (cuasi-) bidimensionales (2D) a partir de cristales laminares [1,2]. Las propiedades físicas de otros materiales 2D fueron pronto analizadas [2]. Gracias a simulaciones computacionales de alto rendimiento, sabemos que hay alrededor de 1800 candidatos potenciales a cristales 2D [3,4]. Más aún, en los últimos años se han apilado materiales bidimensionales y el ángulo relativo entre ellos ha sido identificado como un grado de libertad para sintonizar sus propiedades. En esta charla presentaré algunas de las técnicas teóricas y de simulación computacional que hemos estado utilizando para predecir y entender nuevas propiedades de materiales 2D apilados a través de ejemplos representativos. [1] Novoselov, K. S. et al. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films. Science 306, 666669 (2004). [2] Novoselov, K. S. et al. Two-dimensional atomic crystals. PNAS 102, 1045110453 (2005). [3] Mounet, N. et al. Two-dimensional materials from high-throughput computational exfoliation of experimentally known compounds. Nature Nanotech 13, 246252 (2018). [4] Haastrup, S. et al. The Computational 2D Materials Database: highthroughput modeling and discovery of atomically thin crystals. 2D Mater. 5, 042002 (2018).

Calor específico de monocapa y bicapa de nitruro de boro con una alta cobertura intercalada de Li

Empleando el formalismo de funcionalidad de la densidad, se construyeron una monocapa y una bicapa de nitruro de boro, la bicapa tiene intercalada una alta cobertura de litio. Se calcularon los modos de vibración de la red (fonones) y se calculó el calor específico de ambos sistemas. Se observó un interesante aumento en la capacidad calorífica dela bicapa respecto a la monocapa de nitruro de boro.

Ensamble de heteroestructuras de van der Waals con materiales bidimensionales

Se llama material bidimensional (2D) a aquel que es químicamente estable cuando su grosor es el más delgado posible: un átomo o una molécula del material en cuestión. Tras el aislamiento de una capa 2D (monocapa) de grafito (grafeno) y el estudio de sus propiedades eléctricas en el 2004, los materiales 2D cobraron una gran relevancia científica ya que, sus propiedades físicas (movilidad electrónica, transiciones de fase, tipo y ancho de brecha de energía, p. ej.) dependen del número de monocapas que lo conforman. A esta familia de materiales 2D pertenecen semiconductores como los dicalcogenuros de metales de transición (DMTs), los dicalcogenuros de galio y los calcogenuros de galio. Los apilamientos de monocapas que forman el bulto se encuentran unidas por fuerzas débiles, llamadas de van der Waals. Las monocapas, entonces, pueden ser aisladas por medios mecánicos simples como la exfoliación. Esta misma propiedad hace posible apilar monocapas de distintos materiales 2D para formar metamateriales con propiedades diferentes a las de sus componentes, que son conocidos como heteroestructuras de van der Waals (vdWH). El principio básico es simple: tomar una monocapa de alguno de los materiales, colocarla encima de otra monocapa o multicapa y repetir el procedimiento las veces deseadas. La estructura resultante es un metamaterial ensamblado con una secuencia escogida previamente. En este trabajo, se demuestra el ensamble de vdWHs de los DMTs MoS2, MoSe2 y WSe2. Se diseñó e implementó una plataforma para realizar transferencias determinísticas con una precisión micrométrica de los materiales 2D sobre un substrato de silicio con un acabado de SiO2. Una vez ensambladas, las diferentes vdWH fueron caracterizadas por medio de espectroscopía de microfotoluminiscencia (μPL) y espectroscopia Raman a temperatura ambiente, así como microscopía de fuerza atómica.

Localización angular de los estados propios de modelos bidimensionales con específicos potenciales aleatorios

Se considera un modelo bidimensional, separable en variables polares, con un potencial cuya componente aleatoria depende únicamente de la variable angular. Se muestra cómo es posible analizar este modelo en términos de un modelo unidimensional de Kronig-Penney con condiciones de frontera periódicas. Se estudia la estructura de los autoestados del modelo bidimensional y se muestra que potenciales aleatorios del tipo mencionado causan localización de la componente angular de la función de onda. Esto abre el camino para la creación de dispositivos capaces de focalizar la energía de una onda circular en un haz con apertura angular limitada.

Densidad de estados en dos capas de un cuasicristal decagonal

El apilamiento de capas en un material se ha estudiado para el caso periódico con el grafeno, siliceno y germaneno, donde surgen nuevas características distintas a las de una sola capa. Dentro de los cuasicristales, se pueden encontrar las fases icosaedrales, que son cuasiperiódicas en todas direcciones, y las fases decagonales. Ésta última se caracteriza por presentar periodicidad en una dirección, y cuasiperiodicidad con simetría rotacional de orden 10 en el plano ortogonal. En este trabajo, estudiamos el comportamiento espectral desde la aproximación del Hamiltoniano de amarre fuerte de un cuasicristal decagonal conformado por dos teselaciones de Penrose paralelas con un parámetro de acoplamiento t entre ambas capas. Obtuvimos la densidad de estados total en el caso en que t = 0.5, 1, 2 .

Deposición y caracterización de películas delgadas de $SnO_{2}$ por método de Adsorción y reacción sucesiva de la capa iónica para aplicaciones fotovoltaicas

La producción de energía mediante celdas solares es aún un tema dentro de la comunidad científica, debido a que aunque actualmente existen celdas comerciales muy eficientes, estas tienen costos muy elevados debido a las técnicas y los materiales empleados para su producción. Los semiconductores transparentes son materiales estudiados ampliamente en este aspecto, gracias a que dejan pasar parte de la luz y que pueden ser utilizados en aparatos electrónicos y celdas solares, además de que algunos de éstos son compuestos son abundantes, fáciles de conseguir y por tanto económicos. El $SnO_{2}$ fue de los primeros empleados en la fabricación de celdas fotovoltaicas. Combinando la utilización de materiales económicos con métodos de deposición química como Spray Pirolisis, Sol-Gel, SILAR, entre otras, las cuales son más económicas que los métodos de deposición física como evaporación térmica, pulverización catódica y evaporación por haces de electrones, por mencionar algunas. El presente trabajo está dedicado a emplear la técnica de deposición SILAR para películas delgadas de $SnO_{2}$ , estas películas se caracterizaron mediante técnicas de UV-vis, Raman, arreglo de puntas y AFM con la finalidad de probar si realmente tienen las propiedades aptas para su aplicacion.

Respuesta óptica no lineal en nano hilos cuánticos realistas tipo V-groove

A partir de modelos geométricos que tienen en cuenta las características morfológicas realísticas más relevantes de los hilos cuánticos semiconductores tipo V-groove, calculan la rectificación no lineal y la generación del segundo y tercer armónico. El estudio teórico se realiza en un sistema de $\mathrm{Ga_{1-y}Al_yAs/GaAs/Ga_{1-x}Al_xAs}$ donde se resuelve la ecuación de Shrödinger del sistema de manera numérica mediante el método de elementos finitos. En la investigación se analizan los efectos de los parámetros geométricos y físicos del sistema, tales como el ángulo entre paredes laterales, el espesor de la media luna, la posición de los pinchoffs, la temperatura de la muestra y la concentración de aluminio en los coeficientes ópticos. Los resultados revelan que un aumento de la temperatura y de la concentración de aluminio permite un ajuste fino del desplazamiento azul de los picos de los coeficientes, mientras que un aumento del ángulo entre paredes laterales, del espesor de la media luna y de la presión hidrostática permite un ajuste grueso del desplazamiento rojo. Además, el ángulo de polarización del campo óptico afecta significativamente a los valores de los picos de los coeficientes.

Understanding the defect-induced magnetism in graphene

Defect-induced magnetism in graphene has been a very active research topic the last years in view of the potential technological applications. Although the magnetism in defective graphene has been predicted theoretically and observed experimentally, there are open questions about the origin of the magnetic behavior when substitutional and adsorbed impurities with sp electrons are considered. Thus, the aim of this work is to contribute to the understanding of impurity-induced magnetism in doped graphene systems, by means of first-principles calculations of the total energy, electronic band structure, and magnetic properties. The nature of the magnetic ground state was determined from total energy vs spin magnetic moment calculations, which were obtained using the fixed spin moment method. We show that the defect-induced magnetism in graphene arise from an electronic instability by the presence of a narrow impurity band at the Fermi level. Furthermore, we found that spontaneous magnetization requires that the impurity introduce an extra electron to the graphitic lattice and the formation of a sp3 bond. Thus, the impurity bandwidth and the hybridization of the impurity-carbon bond play a fundamental role in the emergence of sp-magnetism in doped graphene. This work was supported by CONACyT-México under grant No. 288344.

Síntesis de óxido de grafeno sobre SiO2 mediante CVD de bajo costo

Los materiales basados en carbono han tenido un impórtate realce en la tecnología actual desde el descubrimiento del grafeno. Un material basado en carbón que pudiera ser tan importante como el grafeno, es el óxido de grafeno, siendo una alternativa que presenta diversas propiedades electrónicas y ópticas únicas, como lo es la fotoluminiscencia en el cercano infrarrojo, pudiéndolo hacer útil en bio-sensado, etiquetas fluorescentes y aplicaciones optoelectrónicas. Es por eso, que en este trabajo describimos una técnica alternativa para sintetizar óxido de grafeno directamente sobre un sustrato de SiO2/Si mediante un sistema de CVD de bajo costo fabricado con materiales disponibles en cualquier laboratorio. La diferencia principal en nuestra propuesta de síntesis recae en la disposición de los sustratos o catalizadores dentro del reactor, ya que en nuestro caso, se coloca un sustrato de Cu que funciona como catalizador y posterior a este, el antes mencionado sustrato de SiO2/Si, lo que nos ha permitido sintetizar directamente sobre dicho sustrato el óxido de grafeno mediante CVD, siendo esto un resultado interesante y útil, ya que al tenerlo sobre estos sustratos, nos permite, por una parte, estudiarlo ópticamente, sin mencionar que en términos aplicados, el óxido sintetizado ya se encuentra en un material útil tecnológicamente sin el esfuerzo de transferirlo. El estudio de las muestras de óxido de grafeno sintetizadas se realizó mediante caracterización con espectroscopia Raman[4], así como un análisis numérico de los resultados experimentales en base a la Teoría Funcional de la Densidad, desarrollado en el software Gauss09 en el que se simulan diversas posibles configuraciones atómicas de la molécula del óxido de grafeno, como función posicional del oxígeno, esto para contrastar los espectros experimentales y proponer un modelo que permita describir las cualidades más importantes de la respuesta óptica del material ante la estimulación Raman.

Termoelectricidad en bicapa de grafeno: El impacto de la apertura del bandgap

Con la creciente tendencia a utilizar materiales 2D en dispositivos termoeléctricos, la bicapa de grafeno se ha convertido en un candidato excelente debido a sus excelentes conductividades eléctricas y térmicas a temperatura ambiente. Además las investigaciones hechas sobre las propiedades termoeléctricas en diferentes sistemas basados en bicapa de grafeno con efectos exitónicos, a través de la rotación de sus capas, con dopaje molecular, efectos de desorden, entre otros, han dejado claro que la bicapa de grafeno puede ser un buen material termoeléctrico. Aprovechando que se puede abrir una bandgap a través de la aplicación de un campo eléctrico externo y con la mejora de las propiedades de transporte y termoeléctricas en la bicapa de grafeno sin bandgap bajo el impacto de las resonancias Fano, el principal objetivo del presente trabajo es mostrar si las propiedades termoeléctricas mejoran o no con la apertura del bandgap en regiones de energía donde ocurren las resonancias Fano.

Efectos de asimetría estructural en la polarización de valles-espines y magnetorresistencia en sistemas complejos basados a siliceno

Tanto la espintrónica como la valletrónica son consideradas nanociencias de la electrónica que abren una posibilidad sin precedentes para definir una nueva clase de dispositivos electrónicos más eficientes. En el caso de materiales 2D, como el siliceno, se pueden generar y manipular corrientes polarizadas de espines y valles. Además, este material es idóneo para dispositivos con propiedades magnetorresistivas debido al efecto de proximidad magnética, que se origina de manera natural en materiales 2D. En este trabajo, se presenta un estudio teórico acerca de las propiedades de polarización de valles-espines y magnetorresistencia en estructuras complejas basadas en siliceno. En particular, este tipo de estructura se genera al colocar electrodos ferromagnéticos sobre siliceno que, a la vez, se ordenan geométricamente con base a la secuencia del conjunto Cantor. Se aplica el método de la matriz de transferencia y el formalismo de Landauer-Büttiker para calcular numéricamente las propiedades de transmisión y transporte, respectivamente. De esta manera, se muestra que al inducir asimetría estructural surgen estados polarizados de valles-espines bien definidos, mientras que el caso simétrico se da una ausencia de este tipo de estados. En el caso de la magnetorresistencia, se obtienen valores óptimos cuando están presentes los efectos de asimetría estructural. Finalmente, se investiga la auto-similitud en las propiedades físicas mencionadas al variar los parámetros estructurales del sistema.

Mecanismos de confinamiento lateral en nanocintas de grafeno

El grafeno, un material bidimensional con propiedades ópticas, químicas y electrónicas únicas, es utilizado en un amplio rango de aplicaciones. Las nanocintas de grafeno constituyen una via posible para implementación de este material en los dispositivos electrónicos, pues ofrecen propiedades eléctronicas controlables e incluso pueden llegar a ser diferentes a las hojas de grafeno. Sin embargo, diversos experimentos han mostrado que en estos sistemas nanométricos la conductividad se ve fuertemente suprimida debido a la presencia de vacancias (desorden) en los bordes de las nanocintas. En el presente trabajo investigamos numéricamente el trasporte electrónico en nanocintas de grafeno con bordes desordenados aplicando diferentes mecanismos para generar efectos de guías de onda en el material, tales como confinamiento via potenciales cuadrados, potenciales suaves y deformaciones. Utilizando el formalismo de la función de Green calculamos la conductancia en función de la energía incidente y evaluamos la robustez de los diferentes mecanismos para generar efectos de guía de onda en presencia de vancancias en los bordes.

Transiciones infrarrojo en pozos cuánticos múltiples de colcagenuros

Se presentan los cálculos teóricos de las transiciones inter-sub-banda para un electrón en pozos cuánticos múltiples de $CdS/CdTe$ bajo efectos de campos eléctricos estáticos externos. Se siguen las reglas de selección para garantizar que las transiciones sean las permitidas en acuerdo con los elementos de matriz de dipolo para una polarización de luz en la dirección de crecimiento de los pozos cuánticos múltiples. Los resultados se presentan en dependencia con el ancho de las barreras, del ancho de los pozos, de la amplitud de los campos eléctricos y de la profundidad del potencial de confinamiento de los pozos cuánticos, respectivamente. Se discuten los efectos de la variación de la profundidad del potencial de confinamiento de los pozos cuánticos múltiples y de los campos eléctricos sobre las transiciones inter-sub-banda, en los elementos de la matriz de dipolo y en los coeficientes de la absorción óptica no lineal, además de la combinación de ambos efectos en estas propiedades. Se encuentra que las transiciones electrónicas corresponden a energías del infrarrojo medio en la región de los terahertz. Agradecimientos a Semillero de Nanoestructuras Semiconductoras, Universidad EIA, Colombia. Al programa Delfín-XXVI Verano de la Investigación Científica y Tecnológica del Pacífico. A la Universidad Autónoma de Zacatecas, México. A la Universidad de Antioquia, Colombia.

Almacenamiento de hidrógeno en GeC bidimensional decorado con metales de transición

Las monocapas de carburo de germanio (GeC-ML) pueden ofrecer oportunidades atractivas para la adsorción de H2 en comparación con el grafeno. En este trabajo se ha propuesto un estudio de la teoría de los funcionales de la densidad para explorar la fisisorción de H2 en GeC-ML decorado con metales de transición (TM = Cu, Ag y Au). Los resultados de la energía de adsorción muestran que los átomos de Au y Cu son quimisorbidos preferentemente a un átomo de carbono, mientras que Ag se adsorbe sobre un enlace Ge-C. Los metales introducen estados de impureza con espín polarizado dentro de la brecha de energía. Las bajas energías de adsorción indican fisisorción de H2 en los TM, y la interacción se produce principalmente entre la densidad de carga en el enlace H-H y el TM cargado ligeramente positivamente. La monocapa de GeC decorada con Ag posee la máxima capacidad de almacenamiento de hidrógeno con siete moléculas de hidrógeno adsorbidas. Se espera que este trabajo motive estudios teóricos y experimentales relacionados con la monocapa GeC y de materiales bidimensionales para el desarrollo de energía limpias.

Superredes biperiódicas y estados transparentes en grafeno

Estudiamos las propiedades de transmisión y transporte en superredes biperiódicas. Ponemos especial atención a los llamados estados transparentes. Los cálculos los realizamos en el contexto del modelo continuo, describiendo lo portadores de carga por medio de un Hamiltoniano tipo Dirac. El método de matriz de transferencia y el formalismo de Landauer-Büttiker son empleados para obtener la transmittancia y conductancia, respectivamente. Encontramos que para electrones de Dirac la partición de las bandas y los estados transparente asociados a la biperiódicidad dependen fuertemente del ángulo de incidencia y el carácter de los portadores de carga. Asimismo, desentrañamos el origen de los estados transparentes a través de una expresión analítica para la transmitancia. Encontramos que el tunelaje resonante a través de una y dos barreras es el responsable de los estados transparentes. En el caso del transporte electrónico pudimos identificar los cambios fundamentales provocados por la biperiodicidad. En particular, se obtiene una partición y disminución de los picos de la conductancia con respecto al caso de superredes de un solo periodo. Así pues las características fundamentales de la biperiodicidad pueden identificarse en la conductancia, abriendo la posibilidad para ser corroboradas experimentalmente a través de mediciones de transporte.

Magnetismo de electrones $\textit{sp}$ inducido por impurezas en grafeno: un estudio de primeros principios

El magnetismo de electrones $\textit{sp}$ ha llamado la atención de la comunidad científica en años recientes debido a su carácter itinerante y la posibilidad de presentar altas temperaturas de Curie. Grafeno es un material que puede presentar este tipo de magnetismo a través de la incorporación de defectos con orbitales $\textit{sp}$ en su red cristalina. No obstante, quedan preguntas abiertas sobre el rol de la impureza en el origen de sus propiedades magnéticas. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo es contribuir a la comprensión del magnetismo inducido por impurezas sustitucionales en grafeno. A través de cálculos basados en la teoría del funcional de la densidad se determinaron las propiedades electrónicas y magnéticas de grafeno dopado con elementos de la columna IIIA y VA de la tabla periódica. La incorporación de defectos da como resultado una banda de impureza al nivel de Fermi cuyo ancho determina el estado magnético de los sistemas de estudio. Finalmente, se discute el rol de la hibridación impureza-carbono en el surgimiento del magnetismo en estos sistemas.

Uniones pnp de fosforeno como guías de ondas perfectas

El flujo de corriente de electrones es considerado en las uniones pnp de fosforeno. En las paredes del canal, se produce reflexiones totalmente omnidireccionales, llamado anti-súper tunelamiento de Klein. Este efecto que es debido al bloqueo del pseudo-espín, difiere de la reflexión total interna, que es causada por regiones energéticamente prohibidas. El anti-súper tunelamiento de Klein confina los electrones dentro de la unión, para así obtener una guía de ondas de electrones perfecta. Calculamos el flujo de corriente con el método de las funciones de Green fuera del equilibrio, y observamos que los haces de electrones se propagan a través de la guía como los haces de luz en una fibra óptica. La guía perfecta funciona para todos los ángulos de incidencia debido a que la reflexión total no depende de la existencia de un ángulo crítico. En las regiones de baja energía y en uniones estrechas, encontramos modos inducidos en la guía de ondas. Este dispositivo opera sin pérdidas para una orientación específica de la unión con respecto a la red cristalina. En orientaciones arbitrarias pueden presentarsen fugas de corriente, pero disminuyen notoriamente con ángulos de incidencia rasantes y para estados electrónicos en la región de baja energía. Estructuras formadas por múltiples guías dividen y dirigen el flujo electrónico eficientemente en el fosforeno. Las guías de ondas perfectas pueden no solo tener aplicaciones en la nanoelectrónica, sino también en la tecnología de la información cuántica.

Intrinsic and Rashba Spin Orbit Interactions in 2D Black Phosphorus: A minimum orbital tight binding model

Phosphorene, the 2D form of black phosphorus, is a semiconductor material that was isolated for the first time in 2014 by mechanical exfoliation. Since its discovery, several related studies about its physical and chemical properties have been presented. The electronic properties of this material, including the intrinsic (ISO) and Rashba (RSO) spin orbit interactions, have been studied mostly, by DFT models and analytical models based on tight binding and the ${\bf k}\cdot {\bf p}$ theory. However it is not clear yet which hybridizations between orbitals are responsible for the shape of the bands near the Fermi level. With this end, in this work we propose the study of the electronic bands of phosphorene with ISO and RSO by using an analytical tight binding model based on the Slater and Koster approximation. We find an analytical Hamiltonian which models the bands around the $\Gamma$ and $S$ points of the first Brillouin zone, where they fit very well to the DFT bands reported in the literature. The ISO interaction is stronger in the vicinity of the $S$ point, with a splitting of $18.9$meV, and the RSO is more important in the vicinity of the $\Gamma$ point, with a small value of about $2\mu$eV. The continuum Hamiltonian presented here, can be used as an input to model the transport properties of phosphorene, and knowing the dependence of the interactions with the Slater and Koster parameters, they can be modulated, for example by mechanical deformations, external fields, or ad-atoms, in order to target this material to applications in energy saving, optoelectronics, spintronics, and photonics, among others.

Estados Umbrales en una Estructura de Grafeno

Cuando un sistema con pocos valores propios llamados “estados distintos ” interactúa con un segundo espectro, llamado “mar de estados”, que tiene una densidad de valores propios mucho mayor, aparece el fenómeno de la función de intensidad. Así, se forma un sistema compuesto en el que los estados distintos actúan como `` puerta de entrada '' ( Doorway states o estados umbreales) a los estados del mar. Entonces, el fenómeno de la función de intensidad significa que la intensidad de excitación de los estados propios del sistema compuesto está modulada por los estados umbrales de tal manera que cada estados dará lugar a una curva envolvente con una forma de Lorentz. En este trabajo, mostramos que es posible generar estados de entrada en una estructura de grafeno. Estudiamos el coeficiente de transmisión en función de la energía y del ángulo de incidencia. Los portadores de carga se describen de forma relativista cuántica y las propiedades de transmisión se obtienen mediante el método de matriz de transferencia. Encontramos que los estados de entrada ocurren a energías donde el coeficiente de transmisión de una sola barrera es máximo. Además, losestados umbrales junto con la variación del ángulo de incidencia pueden ser útiles para construir dispositivos optoelectrónicos, como filtros, ya que los mínimos de transmisión se acercarán a cero y la anchura de cada resonancia disminuye a medida que aumenta el ángulo.

Control del flujo de corriente en bicapas rotadas de grafeno

Se propone un nanodispositivo electrónico basado en una bicapa rotada de grafeno (TBLG por sus siglas en inglés) para controlar la dirección del flujo de corriente. La corriente balística de electrones es injectada en uno de los bordes de la capa inferior y se desvía predominantemente hacia uno de los bordes laterales de la capa superior. La corriente fluye hacia el borde contrario si el ángulo de giro entre las capas es invertido o si los electrones son inyectados en la banda de valencia, en lugar de en la banda de conducción. Esto último permite el control del flujo de la corriente mediante compuertas eléctricas. En cambio, cuando ambas capas se encuentran alineadas la corriente fluye de manera recta por el sistema sin cambiar su dirección inicial. El ángulo al que se desvía el flujo de la corriente supera con creces al ángulo relativo entre las capas y este efecto es observado en un amplio rango de parámetros accesibles en un experimento. La expliación yace en la forma trigonal de las bandas energéticas por encima de las singularidades de van Hove inducidas a bajas energías por el patrón de Moiré. Dado que la forma de las bandas de energía depende del grado de libertad de valle, la corriente desviada se encuentra parcialmente polarizada en el valle. Nuestros resultados muestran cómo controlar y manipular el flujo de corriente en TBLG, lo cual tiene relevancia tecnológica en aplicaciones de twistronica y valletrónica.

Magnetotransporte en Nanoestructuras del Fosforeno

Se estudia el transporte electrónico en nano-estructuras del fosforeno, un nuevo material bi-dimensional con una estructura electrónica anisótropa. Estas investigaciones, enfocadas particularmente en el efecto de un campo magnético perpendicular, se realizan mediante simulaciones computacionales utilizando el modelo de amarre fuerte y el método de funciones de Green (NEGF). Para campos magnéticos debiles, la resistencia de Hall $R_{xy}$ está en un régimen clásico donde aumenta linealmente con el campo magnético, mientras para campos fuertes se observa una serie de mesetas extendidas en la resistencia de Hall. Esta cuantización de la resistencia de Hall es conocida como el Efecto Hall Cuántico. El análisis del flujo local de la corriente y de la densidad local de estados (LDOS) muestra que en el régimen cuántico la corriente se conduce por estados de borde. Debido a la anisotropía del material, la distribución espacial de estos estados de borde y de la LDOS cambia considerablemente para las dos direcciones cristalinas de alta simetría. Este efecto se puede explicar por las diferentes masas efectivas en estas dos direcciones.

Metamateriales piezoelectromagnéticos

En la plática se revisará la teoría de homogeneización no-local para cristales electromagnetoelásticos en los cuales las ondas elásticas y electromagnéticas se acoplan mediante los efectos piezoeléctrico y/o piezomagnético. La teoría es útil para el estudio de la relación de dispersión de los modos de cristales electromagnetoelásticos homogeneizados. Además, la teoría permite calcular los parámetros efectivos para cada modo, a saber, la densidad de masa efectiva, el tensor de flexibilidad efectivo, así como la permeabilidad y la permitivdad electromagnetoelásticas efectivas. La respuesta efectiva del cristal piezoelectromagnético homogeneizado (es decir, el metamaterial piezoelectromagnético) es no-local debido a que los elementos de todos los tensores de la respuesta electromagnetoelástica efectivos dependen tanto del vector de onda de Bloch como de la frecuencia. Con base en esta teoría de homogeneización, la estructura de bandas fotónicas-fonónicas de cristales piezoelectromagnéticos se ha podido describir incluso más allá del límite de grandes longitudes de onda, donde los efectos no-locales son importantes. La aplicación de la teoría de homogeneización se ilustra con el análisis de las estructuras de bandas y de los parámetros efectivos para superredes formadas por bicapas piezoléctrico-semiconductor, piezomagnético-semiconductor, y piezoelectromagnéticas. Se agradece el apoyo del Instituto de Física de la BUAP y de CONACyT.

Estudio de bandas de propagación en cristales fotónicos dieléctrico-grafeno con celda unitaria de potencial químico no periódico

En este trabajo investigamos las bandas fotónicas de un nuevo tipo de cristal fotónico 1D dieléctrico-grafeno; donde la celda unitaria consta de N láminas de grafeno incrustadas en medios dieléctricos isotrópicos, donde el potencial químico de cada lámina de grafeno es distribuido con valores discretos siguiendo un perfile tipo gaussiano. Las bandas fotónicas, la relación de dispersión y el espectro de transmisión de las ondas electromagnéticas incidentes se calculan empleando el formalismo de la matriz de transferencia y usando la conductividad óptica del grafeno considerando contribuciones intra e interbanda en el régimen de $K_B T≪\mu_g$. Encontramos que esta nueva estructura fotónica muestra la aparición de nuevas brechas prohibidas (modos de no propagación) dentro de las bandas de propagación del cristal fotónico convencional 1D dieléctrico grafeno. Así mismo mostramos que estos estados se pueden sintonizar par este caso en particular, mediante los valores del potencial químico en las láminas de grafeno que forman la cela unitaria.

Propiedades efectivas viscoelásticas en materiales compuestos formados por fibras

Un método semi-analítico de elemento finito se utiliza para estimar las propiedades efectivas viscoelásticas en materiales compuestos por fibras de sección transversal circular. Las fibras se consideran con propiedades elásticas transversalmente isotrópicas y la matriz es viscoelástica isotrópica. Se utiliza el modelo viscoelástico de Rabotnov. Se presentan resultados para tres tipos de celdas periódicas: cuadrada, hexagonal y diamante. Se estudia el efecto de una mesofase viscoelástica entre las fibras y la matriz.

Quiralidad y anisotropía estructural en sistemas naturales y películas de celulosa nanocristalina

La cutícula de algunas plantas y escarabajos, así como películas de nanocristales de celulosa son óptica y estructuralmente análogos a los cristales líquidos nemáticos quirales. Estos sistemas exhiben el fenómeno circular de Bragg, el cual se refiere a la habilidad de reflejar el modo de polarización circular inherente a la estructura helicoidal. En esta plática se discuten las propiedades de polarización de estos sistemas quirales empleando el formalismo de Stokes-Mueller. Como reflectores circulares de Bragg naturales de banda angosta y ancha se consideran, respectivamente, los escarabajos Cotinis mutabilis (mayate) y Chrysina chrysargyrea. Para describir su respuesta óptica, debe tomarse en cuenta que la formación de la cutícula es un proceso continuo que conlleva a arquitecturas optimizadas para desarrollar estructuras con múltiples funciones. Lo anterior implica, entre otras cosas, una variación continua del pitch de la estructura helicoidal a lo largo de la cutícula. Se muestra que los datos experimentales de la matriz de Mueller contienen información para deducir perfiles aproximados del pitch. Los perfiles finales se obtienen mediante análisis de regresión tomando en cuenta irregularidades como la no uniformidad en el espesor de la cutícula para describir la despolarización. Los reflectores circulares de Bragg naturales han inspirado el desarrollo de películas mediante autoensamble inducido por evaporación en suspensiones acuosas de nanocristales de celulosa. Estos últimos se obtienen mediante la hidrólisis de papel filtro en ácido sulfúrico. Dependiendo de las condiciones de procesamiento, las propiedades fisicoquímicas de las suspensiones hacen posible obtener películas birrefringentes y/o quirales. Usando mediciones de transmisión a incidencia normal, la quiralidad estructural (birrefringencia y dicroísmo circulares) y birrefringencia lineal se determinan de la matriz de Mueller ya sea mediante inversión analítica o descomposición diferencial. Se discute la aplicación de las ecuaciones constitutivas de Tellegen para determinar el parámetro de quiralidad.

Efecto de las vacancias de oxígeno en la respuesta fotoluminiscente del fósforo $CaTiO_3:Yb^{3+}$

Muestras de $CaTiO_3$ dopadas con $Yb$ se sintetizaron mediante la técnica de complejo polimérico. Los polvos fueron calcinados a 1000 °C por 1 h y posteriormente caracterizados por difracción de rayos X (DRX), espectroscopías de reflectancia difusa y fotoluminiscente. Los patrones de DRX muestran la presencia de la fase cristalina ortorrómbica, esperada en el compuesto. Los espectros de reflectancia revelan una banda amplia con máximo en 319 nm que se corresponde bien con la transición fundamental de titanato de calcio cuya naturaleza puede asociarse con una transferencia de carga del tipo ligante-metal $O^{2-}$ → $Ti^{4+}$ (TCLM). Por otro lado, los espectros de excitación, al monitorear la emisión del $Yb^{3+}$ en 998 nm, exhiben una banda de poca intensidad en 333 nm, igualmente compatible con la transición fundamental, apuntando al hecho de la transferencia de energía de la matriz al $Yb^{3+}$. Sin embargo, aún más interesante es la presencia de una banda en 416 nm de mayor intensidad y que por lo tanto contribuye más a esta transferencia. Esta banda pone de manifiesto la importancia que los defectos intrínsecos pueden tener en el proceso de activación de la luminiscencia a través de la transferencia de energía de la matriz al ion $Yb^{3+}$. Una primera evidencia obtenida a partir del refinamiento de la estructura cristalina a través del ajuste completo del patrón de DRX empleando el enfoque de parámetros fundamentales, apunta a que los defectos corresponden a vacancias de oxígeno. A partir de reportes previos en la literatura, es plausible suponer que las vacancias estén generando niveles electrónicos de energía interbanda, explicando así la presencia de la banda de excitación en 416 nm.

Caracterización de polvos de ZnSe tratados térmicamente en vacío

Se estudia el efecto del tratamiento térmico en vacío sobre las propiedades ópticas y vibracionales de polvo comercial de ZnSe. Los tratamientos aplicados fueron en vacío de 3x10-4 mbar y a temperaturas de STT, 100, 200, 300, 400 y 450 ºC. La caracterización se realizó mediante reflectancia difusa en UV-Vis y MIR, Microraman y fotoluminiscencia. Conforme se incrementa la temperatura la energía de banda prohibida óptica en general se desplaza hacia mayor energía y algunas líneas en infrarrojo desaparecen. La intensidad de las líneas fonónicas reducen su intensidad e incrementan su anchura al aumentar la temperatura. Sólo las muestras tratadas a 300, 400 y 450 ºC presentan fotoluminiscencia, la cual se incrementa conforma aumenta la temperaturas. Estos procesos están relacionados con la formación de Vacancias Zn y Zn intersticial, originados por la temperatura.

Transporte electrónico en materiales 2D: analogías de la óptica con varias sorpresas

Investigamos el transporte electrónico en materiales 2D. Debido al movimiento balístico de los electrones en estos materiales, el flujo de corriente muestra analogías con la óptica de rayos. Por ejemplo, un haz de electrones se refleja y refracta en la interfaz de una unión pn de grafeno como un haz de luz en la interfaz de dos medios con diferentes índices de refracción siguiendo una generalización de la ley de Snell. Incluso se pueden observar analogías de la óptica de índice de gradiente, que hacen posible realizar los lentes de Luneburg y Maxwell en grafeno (Figura 1). Además, debido a la atípica estructura electrónica de los materiales 2D, se pueden observar efectos novedosos y sorprendentes. De esta manera, se observa en el grafeno el tunelamiento de Klein, mientras que en el fosforeno, un material 2D con una estructura de banda fuertemente anisotrópica, se observa el tunelamiento anti-super-Klein (Figura 2). Este efecto se puede utilizar para construir una guía de ondas perfecta en fosforeno sin ninguna pérdida.

Propiedades ópticas de sistemas de Dirac anisotrópicos e inclinados

En este trabajo estudiamos las propiedades ópticas de sistemas bidimensionales con conos de Dirac inclinados y anisotrópicos, y exploramos los efectos de brechas de energía dependientes del valle sobre la respuesta óptica. Calculamos la densidad conjunta de estados en la vecindad de los puntos de Dirac, donde se manifiestan singularidades de van Hove que caracterizan el espectro de energías. Esta misma cantidad nos permite anticipar las propiedades espectrales del tensor de conductividad óptica, el cual estudiamos dentro del marco de teoría de respuesta lineal. Además, cálculos de la conductividad longitudinal evidencian la anisotropía de la estructura de bandas. Similarmente, el peso de Drude es anisotrópico y muestra un comportamiento no lineal como función de la energía de Fermi en ciertas regiones. También, es posible lograr un dicroísmo circular casi perfecto y polarización de valle al modular la frecuencia con una posición adecuada del nivel de Fermi. Por otro lado, el rompimiento de la simetría de valle da lugar a una respuesta Hall finita, y mostramos cómo las conductividades Hall anómala y de valle se comportan de manera similar al caso del grafeno, con modificaciones pronunciadas a causa de la naturaleza indirecta de las brechas de energía en esta clase de sistemas. También, estudios de la transmisión y reflexión revelan una magnitud de la opacidad óptica en el vacío alrededor de 2.3%, y rotaciones de la polarización (efectos Kerr y Faraday) de magnitudes de décimas de radianes en algunos casos. Finalmente, observamos que la presencia simultánea de brechas de energía y la inclinación de las bandas da lugar a una relación de dispersión hiperbólica para plasmones superficiales, tal que se logran transiciones topológicas de elipses cerradas a hipérbolas al variar la frecuencia del campo externo. Las características espectrales de las respuestas ópticas calculadas sugieren métodos ópticos para determinar la naturaleza de los conos de Dirac en estos sistemas.

Adsorción de aminoácidos quirales en nanoalambres de silicio decorados con metales de transición

Las proteínas están compuestas por pequeñas moléculas llamadas aminoácidos. En la naturaleza existen 22 aminoácidos en total, las cuales son moléculas quirales, es decir, que no son superponibles con su imagen especular; en otras palabras, existen bajo dos formas que se diferencian de la misma manera que lo hacen la mano derecha y la izquierda. En los distintos organismos, solo los aminoácidos derechos son base estructural de las proteínas. La presencia de los aminoácidos derechos ha sido relacionada con algunas enfermedades tales como la esquizofrenia, la epilepsia y el Alzheimer. Detectar estos aminoácidos son de suma importancia, se espera que las nanoestructuras jueguen un rol importante como sensores de estas moléculas. Los nanoalambres de silicio (SiNW), además de su biocompatibilidad y su integración natural a la electrónica actual, los hacen candidatos ideales para el desarrollo de biosensores electrónicos. Adicionalmente, ha sido comprobado que las proteínas y otros tipos de biomoléculas se adsorben fácilmente sobre nanopartículas metálicas, particularmente nanopartículas de oro, plata y cobre. Por ello en este trabajo se propone el estudio de la interacción entre la molécula quiral de alanina, la cual en base a su estructura molecular es uno de los mas simples aminoácidos, y los SiNW decorados con Au, Ag y Cu. Los resultados muestran que los SiNW decorados son capaces de adsorber las moléculas de Alanina, teniendo mayores energías de adsorción en el caso de los SiNW decorados con cobre para la alanina derecha y resultados similares con su contraparte decorada con Au para la alanina izquierda. Estos resultados podrían dar pie al uso de estas nanoestructuras en el desarrollo de biosensores electrónicos de aminoácidos.

Magnonic crystal via dip-coating technique with magnetic nanoparticles: Experimental realization and modeling

A magnonic crystal by deposition of equally spaced magnetite nanoparticle lines on the surface of an yttrium iron garnet thin film have been implemented and characterized. Periodic microstructured nanoparticles are deposited on the surface of an yttrium iron garnet single-crystal film grown on a gallium-gadolinium garnet substrate via dip coating lithography. Propagation of magnetostatic surface spin waves are studied and it is shown that the presence of this periodic structure leads to the formation of spin wave band gaps in the transmission characteristics. Additionally, a theoretical model to describe the transmission characteristics is proposed. This is achieved using a simple model based on microwave transmission line theory and considering the presence of magnetite nanoparticles on the surface. The spin wave detection has been carried out using a pair of microwave antennas and a vector network analyzer. The results show that the periodic structure formed by the magnetite lines, modifies the spectra of the transmitted spin waves creating band gaps. The theoretical prediction of the transmission spectrum agrees with the experimental measurements.

Medidas experimentales de fricción interna en oscilaciones elásticas

En este trabajo se presenta un estudio experimental de las propiedades viscoelásticas, en particular la fricción interna, de una barra oscilando compresionalmente. La viscoelasticidad es de interés en el contexto del entendimiento del proceso físico como una movilidad molecular en polímeros, movimiento de defectos y enlace de átomos en sólidos cristalinos. También es usada en el diseño de materiales. Se utilizan transductores electromagnéticos acústicos (EMAT’s), desarrollados en el laboratorio de Vibraciones y Ondas Elásticas del ICF – UNAM, para la excitación y detección de las oscilaciones en una barra. Se emplea el método de espectroscopia resonante monocromática y se analizan los picos de resonancia, la anchura de la resonancia a la mitad de la amplitud es una medida de las pérdidas de energía en el sistema. Una cualidad importante de los EMAT’s es que no modifican el espectro acústico del sistema ya que no tienen contacto mecánico con la barra de estudio, por esta razón resultan ideales para el experimento planteado. En contraste, otras técnicas para la medición de fricción interna requieren contacto mecánico con la muestra estudiada aumentando la incertidumbre de la medida. Se construyó la electrónica y un sistema de vacío para realizar mediciones disminuyendo la presión del aire que rodea la barra, esto permite estudiar experimentalmente el acoplamiento atmosférico para las oscilaciones compresionales. En este trabajo se utilizan, por primera vez en el laboratorio de Vibraciones y Ondas Elásticas, las diferentes configuraciones de EMAT’s desarrolladas en el propio laboratorio para la medición de fricción interna en barras. Se presentan los principales resultados experimentales hasta el momento. Por otro lado, se presenta un modelo teórico que toma en cuenta las pérdidas de energía por fricción interna y explica su relación con la anchura de los picos de resonancia. Dicho modelo está basado en el modelo viscoelástico de Voigt.

Análisis del estrés y del campo eléctrico interno en lazos de piezorespuesta obtenidos con y sin excitación en películas ferroeléctricas de Bi$_{0.9}$Ba$_{0.1}$Fe$_{0.94}$Ta$_{0.05}$Cr$_{0.01}$O$_{3}$: simulaciones y experimento

Los efectos que produce un estrés uniaxial de compresión en las propiedades piezo- y ferro-eléctricas de películas Bi$_{0.9}$Ba$_{0.1}$Fe$_{0.94}$Ta$_{0.05}$Cr$_{0.01}$O$_{3}$ fueron reproducidos mediante simulación numérica. Se utilizó un modelo fenomenológico basado en la teoría de Landau-Devonshire. Un campo eléctrico externo se hizo variar de manera alternada y modulada. Los valores del campo van desde un valor nulo, que da lugar a una condición de no-excitación (off-field), hasta una magnitud modulada para una condición excitada (on-field). Bajo estas circunstancias, se logró obtener exitosamente lazos de deformación y de polarización para ambas condiciones. Se reprodujo también el pregrabado de polarización (imprint) añadiendo un campo eléctrico interno ($E_{in}$) en el modelo. Los resultados numéricos fueron comparados con datos experimentales. Para ello, se implementó la técnica de microscopia de piezorespuesta en un microscopio comercial de fuerza atómica. Como muestra de prueba, se utilizó una película delgada cuya composición se basa en el multiferroico BiFeO$_{3}$. El "imprint" se generó mediante cargas de inyección que resultan a partir de la aplicación de voltajes DC sobre áreas de la película del orden de micrómetros cuadrados. Los lazos de histéresis simulados reproducen satisfactoriamente el comportamiento observado en los lazos experimentales. El desplazamiento horizontal observado en los lazos de mariposa generado por el "imprint" también se logró reproducir. Una vez que la simulación fue validada por el experimento, examinamos el comportamiento de los lazos de histéresis simulados bajo diferentes condiciones de estrés y de $E_{in}$.

Metalurgia física de la soldadura por fricción rotacional de acero con aluminio

Una de las estrategias para optimizar el diseño en los vehículos es el uso de uniones soldadas de materiales disímiles buscando alta resistencia y reduciendo el peso, sin embargo las grandes diferencias físicas entre estos metales representan fuertes retos tecnológicos detrás donde hay fenómenos metalúrgicos no completamente comprendidos. Estudiamos soldaduras por fricción rotacional continua entre acero martensítico 15B24mod y aluminio 6061-T6. El trabajo se concentró en el diseño y fabricación de dos tipos de soldadura, interpretación microestructural en la zona afectada por el calor e interfaz, perfiles de microdureza y análisis fractográfico, determinando el modo de falla a tracción. Se obtuvieron uniones entre placa de acero y una barra maciza de aluminio y otras en que se realizó un maquinado en el centro de la barra. Se desarrolló un modelo elemental para estudiar el calentamiento y transferencia de calor en unión. Se encontró un decaimiento de 10 HRC en zonas más cercanas a la interfaz y una estabilidad del aluminio, teniendo una variación máxima de 0.5 HRC dentro de la zona analizada. En el perfil de microdureza se observa que la zona más cercana a la interfaz por parte del acero es donde se tiene menores valores de dureza mientras que en el aluminio la dureza decae aproximadamente un 35%. Relacionando la microestructura observamos congruencia en el acero ya que pasa de 95% de martensita a 85% encontrando además 10% de bainita y 5% de ferrita libre dentro de los primeros 2 mm partiendo de la interfaz mientras que en el aluminio en la zona más cercana a la interfaz y en los rizos se tiene un alto refinamiento de grano y zonas de recristalización del material debido a diferentes velocidades de enfriamiento. Como conclusión encontramos que es posible soldar probetas de acero y aluminio teniendo una buena unión metalúrgica, además se eliminó una problemática que se tiene en el centro de las probetas de falta de fusión por la baja velocidad tangencial.

3D nanowire networks for flexible thermoelectric materials and devices

Three-dimensional (3D) networks made of interconnected nanowires are unique macroscopic nano-architectures that have raised increasing interest over the last decade [1–3]. Their robust and self-standing structure with a high degree of nanowire interconnectivity and high surface over volume ratio makes them attractive nano-device components for a large range of applications. For instance, they have potentials in energy harvesting and storage systems [4-5], magnetic and spintronic devices [6–8], and thermoelectric and spin caloritronic devices [9-12]. Direct electrodeposition into polymer template films containing networks of crossed nanochannels has proved to be a suitable technique to grow a wide variety of 3D NW networks with controllable morphologies, geometrical parameters, and sizes. This electrochemical synthesis method allows the fabrication of crossed nanowires consisting of both homogeneous ferromagnetic metals and multilayer stack with successive layers of ferromagnetic and non-magnetic metals, with controlled morphology and material composition. The multilayered nanowire networks exhibit extremely high, magnetically modulated thermoelectric power factors. Our results open an exciting and a promising pathway for the next generation of flexible and lightweight thermoelectric devices exploiting the spin degree of freedom and the realization of magnetic thermal switch for heat management. They can also be used in applications for devices with low energy requirements where the heat input is essentially free, as in the case of waste heat.

Influencia de la potencia de la fuente de Radiofrecuencia en el procesamiento de películas delgadas de sulfuro de indio procesadas por la técnica de erosión catódica RF

Se procesaron películas delgadas de sulfuro de indio, con un variación en la potencia de radiofrecuencia en el sistema sputtering. Las películas delgadas se analizaron por DRX, MEB, espectroscopía UV-Vis y resistencia eléctrica. De DRX se muestra un crecimiento preferencial en la fase cúbica del sulfuro de indio. Mediante MEB se estimó un tamaño promedio de grano de 32 nm. De las mediciones obtenidas de los espectros de transmitancia se calculó un ancho de banda prohibida entre 2.3-2.6 eV. La residencia eléctrica de los películas delgadas es del orden 10 $^3$ $\Omega$.

Películas delgadas de ZnO procesadas por erosión catódica para aplicaciones en dispositivos fotovoltaicos

El ZnO es un óxido conductor transparente y algunas de sus aplicaciones se centran en procesarlo como material ventana o como capa tipo contacto en la elaboración de celdas solares. En este trabajo de procesaron películas delgadas de ZnO procesadas por la técnica de "sputtering" variando en primera instancia la potencia del sistema y posteriormente la temperatura del sustrato para optimizar las condiciones de crecimiento. Las películas fueron caracterizadas por espectroscopia Uv.Vis, difracción de rayos X, MEB, la resistencia eléctrica se midió utilizando el método de Van der Pauw. Se obtuvo una transmitancia por encima del 80% y se calculó el ancho de banda prohibida el cual fue del orden de 3.25 eV, la resistividad más baja medida fue del orden de 10^-3 Ohm*cm, Se identificaron los planos cristalinos de los patrones de difracción de rayos X siendo el (002) el de mayor preferencia de crecimiento y por medio MEB se observaron los cambios en la morfología superficial.

Estudio numérico de la alteración de las propiedades mecánicas de varillas de aluminio por defectos geométricos

En este trabajo se estudia, a través de simulaciones numéricas, el espectro de frecuencias y los modos naturales de vibración en varillas de aluminio y su comparación con las de varillas con defectos o alteraciones geométricas que consisten en perforaciones a lo largo de su longitud con diferentes diámetros. El objetivo es mostrar los efectos producidos en las propiedades mecánicas de la varillas original.

Efectos de tensión uniaxial en S-grafeno

En el presente trabajo se presenta un estudio sobre los efectos de la tensión uniaxal sobre la estructura de bandas del S-grafeno, un alótropo bidimensional no hexagonal del carbono. Usando un modelo a primeros vecinos en aproximación de amarre, encontramos la estructura de bandas misma que presenta dos conos de Dirac asimétricos y sus réplicas de inversión temporal. Se introduce la tensión como una renormalización de los parámetros de tunelaje, de acuerdo a la teoría de elasticidad lineal en membranas, y estudiamos su efecto sobre los conos de Dirac desde dos enfoques. Primero evaluamos la estructura de bandas numéricamente en presencia de tensión y cuantificamos el corrimiento de los conos debido a esta. Segundo, usamos una aproximación de bajas energías para los conos de Dirac y obtenemos expresiones analíticas para estos corrimientos (campos pesudomagnéticos) y comparamos con los resultados numéricos para demostrar la validez del modelo continuo. Nuestro resultados confirman que el S-grafeno es un sistema en el que se mezclan las propiedades mecánicas con las electrónicas, siendo así una posible plataforma para la llamada elastrónica.

Estudio de propiedades estructurales y electrónicas del telurio (3d) y telureno (2d)

El telurio tridimensional, es un material altamente anisotrópico que consiste en cadenas helicoidales de átomos con enlaces covalentes, estas cadenas se entrelazan a través de enlaces de van der Walls. Tiene propiedades muy interesantes como fotoconductividad, piezoelectricidad, termoelectricidad, etc. Con múltiples aplicaciones en dispositivos electrónicos. Los materiales 2D prometen ser la clave para la nueva revolución tecnológica, por su gran número de posibles aplicaciones novedosas debida a sus propiedades únicas. El telureno, fase bidimensional del telurio, fue sintetizado en el 2017 por investigadores de la universidad de Purdue [1]. Posee una estructura que permite una alta absorción óptica, gran estabilidad en el medio ambiente, así como gran capacidad de transporte de energía. Tiene prometedoras aplicaciones en transistores de efecto campo, fotodetectores, sensores químicos, celdas solares, entre otras, debido a su brecha de energía que va desde 0.3 eV en 3D-Te pasando por 0.7eV en α-Te hasta 1.2 eV en β-Te. En este trabajo, haciendo uso de la teoría funcional de la densidad (DFT) así como del código Wien2k, calculamos las propiedades estructurales y electrónicas del telurio 3D (3D-Te) y de las dos fases más estables del telureno (2D-Te), la α-Te y β-Te. [1] Zhu Z L, Cai X L, Yi S, et al. Multivalency-driven formation of Tebased monolayer materials: A combined first-principles and experimental study. Phys Rev Lett, 119, 106101, 2017

Aplicación del modelo tight-binding para ondas torsionales y compresionales en un metamaterial mecánico de resonador acoplado de alta calidad

Los metamateriales mecánicos han surgido como paradigma de la física de la materia condensada con diversas aplicaciones. Recientemente, se ha diseñado un nuevo tipo de metamaterial mecánico, el metamaterial mecánico acoplado-resonador (CRMM), que consiste en un conjunto de resonadores acoplados entre sí mediante cristales fonónicos finitos. Se ha demostrado que este metamaterial exhibe propiedades espectrales bastante similares a las de los sistemas de cristales atómicos. En el presente trabajo, se brinda un soporte teórico a las propiedades emergentes de tales metamateriales además se muestra que cuando la frecuencia de modo normal del resonador mecánico aislado está dentro de una banda prohibida de cristal fonónico finito, el material mecánico diseñado se describe correctamente mediante modelo cuántico de unión estrecha. El formalismo del trabajo desarrollado, completamente análogo al de la física del estado sólido, permite obtener expresiones analíticas para la relación de dispersión y la velocidad de grupo del CRMM. Los resultados obtenidos implican que casi cualquier material descrito por el modelo de unión estrecha puede diseñarse y estudiarse con CRMM.

Polarización de valles y espín y magnetorresistencia en superred de Siliceno

En el presente trabajo estudiamos la conductancia, la polarización de valles y espín en una estructura de superred de siliceno. La superred consta de tiras ferromegnéticas las cuales inducen un campo de canje debido a la interacción con el siliceno. Podemos controlar la polarización magnética en las tiras creando una configuración paralela y antiparalela. Nuestro trabajo está basado en la idea de una unión simple la cual hacemos extensiva a una superred. El método de la matriz de transferencia y el formalismo de Landauer-Büttiker es empleado para el cálculo de la transmitancia y las propiedades de transporte. Hemos analizado los casos de superred simétrica y asimétrica, la cual se denota en el ancho de las barreras y los pozos. Para el caso simétrico se obtuvo una mejora significativa en la magnetorresistencia en comparación con la unión simple, sin embargo, una polarización neta de valles y espín no es alcanzable. Al inducir asimetría en el sistema logramos ahora si una polarización de valles y espín además de un incremento en la magnetorresistencia en comparación con el caso simétrico.

Modulación morfológica tridimensional de arreglos de nanoalambres con perfiles de gradientes de altura

En este trabajo se presenta una metodología electroquímica novedosa para el crecimiento de arreglos de nanoalambres de Ni y Co con micro perfiles de gradiente de alturas ($\mu$-PGA) variables lineales y no lineales. El crecimiento tridimensional de estas microestructuras es originado por el contacto eléctrico permitido entre el electrolito y los bordes del cátodo en el lado inferior de las membranas de alúmina porosa. Se ha demostrado que la morfología de estas microestructuras depende del material y concentración de cationes, así como del potencial de reducción. Específicamente, se obtienen $\mu$-PGAs lineales de Ni con geometría trapezoidal a potenciales de reducción constantes, En este régimen, el ángulo de inclinación promedio de de los $\mu$-PGAs disminuye para valores de potencial de reducción más negativos, lo que da como resultado microestructuras más extendidas lateralmente. Además, se han obtenido morfologías más complejas al variar el potencial de reducción utilizando una simple función potencia del tiempo. El uso de esta estrategia permite acelerar o desacelerar el potencial de reducción para cambiar la morfología de los $\mu$-PGAs y así obtener perfiles convexos o cóncavos. Estos sustratos cargados asimétricamente con nanoalambres presentando $\mu$-PGAs son de especial interés para su aplicación en micro antenas para radiación electromagnética localizada, gradientes de campos magnéticos de fuga en sistemas microfluídicos, absorción de microondas no recíproca y dispositivos supercapacitivos para los cuales una gran superficie y una morfología controlada son requisitos clave.

Óptica electrónica de gradiente de índice en uniones pn de grafeno

Investigamos el transporte electrónico en uniones pn suaves de grafeno, generadas por potenciales electrostáticos que varían gradualmente. Los patrones de flujo de corriente coherente calculados numéricamente pueden ser entendidos en gran medida en términos de trayectorias semiclásicas, equivalentes a las obtenidas para haces de luz en medios con un índice de gradiente que cambia gradualmente. En las uniones suaves, emergen regiones energéticamente prohibidas, las cuales incrementan la reflexión y pueden generar patrones de interferencia pronunciados, por ejemplo, modos de galería susurrante. Los dispositivos investigados no sólo demuestran la factibilidad de la óptica electrónica de gradiente de índice en uniones pn de grafeno, como es el caso de las lentes de Luneburg y Maxwell, sino que pueden tener distintas aplicaciones tecnológicas, como por ejemplo divisores de haz, focalizadores o guías de onda. Las trayectorias semiclásicas ofrecen una eficiente herramienta para estimar el camino del flujo de corriente en estos dispositivos de la nanoelectrónica.

Tuning the transport and magnetoresistance properties in Gated Phosphorene Superlattices

Ballistic electron transport and tunneling magnetoresistance (TMR) in a nanostructure, composed of gated phosphorene magnetic superlattices (GPMSLs), are studied in a ferromagnetic and antiferromagnetic configuration. The conductance and TMR properties are investigated for external effects like an electrostatic potential and magnetic field. The transfer matrix approach, the Landauer–Büttiker formalism have been implemented to obtain the transport properties for parallel and antiparallel magnetic alignment and the tunneling magnetoresistance (TMR). We have found that the transmission, conductance and magnetoresistance oscillate as a function of the width of barriers. It is also found that a best control and high values of TMR spectrum are achieved by an application of the contact voltage. Besides, we have shown that the TMR is enhanced several orders of magnitude by the combined the magnetization effect with an adequate applied electrostatic potential. Finally, the giant TMR can be flexibly modulated by incident energy and a specific application of control voltage. These results could be useful to design filters and digital nano-devices.

Transporte anómalo en materiales 2D con magnetización no colineal

La magnetización no colineal en uniones ferromagnéticas de materiales bidimensionales puede dar lugar a transporte electrónico anómalo. En particular, en grafeno con regiones ferromagnética-normal-ferromagnética la conductancia puede ser máxima para la configuración antiparalela de la magnetización [1]. Además el signo y magnitud de la torca de transferencia de espín puede ser modulada por medio de voltaje aplicado en la región normal. En una estructura similar en fosforeno se puede presentar magnetoresistancia gigante con comportamiento oscilante como función del tamaño de la región normal [2]. Asimismo, la torca de transferencia de espín presenta penetración en la región ferromagnética, siendo sensible tanto al voltaje aplicado en la región normal como al campo de intercambio en la región ferromagnética. En el presente trabajo se estudia el transporte electrónico en uniones ferromagnéticas de siliceno. Se analizan las condiciones para el transporte electrónico anómalo y las características de la torca de transferencia de espín. Se resaltan las diferencias fundamentales con respecto a uniones ferromagnéticas en grafeno y fosforeno. 1. T. Yokoyama, J. Linder, Phys. Rev. B 83, 081418(R) (2011). 2. M. Zare, L. Majidi, R. Asgari, Phys. Rev. B 95, 115426 (2017).

Síntesis y estudio del $Ga_2O_3$ para aplicaciones en microelectrónica

En la actualidad, el óxido de galio ($Ga_2O_3$) ha surgido como un material con mucho potencial para posibles aplicaciones en algunas clases de dispositivos electrónicos. Este óxido semiconductor es especial por su banda ancha, cuya propiedad lo hace un candidato para el desarrollo de tecnologías electrónicas. Este compuesto presenta cinco fases (α, β, γ, δ y ε), sin embargo, la más estable es la β que permanece transparente en el ultravioleta. Es de gran interés generar más conocimiento sobre el entendimiento y control de la conductividad tipo n del β-$Ga_2O_3$, ya que esto aumentaría posiblemente sus aplicaciones. Por esta razón es de suma importancia encontrar el mejor método de síntesis para obtener la mejor cristalinidad y grado electrónico, así como estudiar sus propiedades. El $Ga_2O_3$ es un material muy atractivo para su estudio por su dopaje controlable. La creación de dispositivos en base a este óxido ofrecería ahorros potenciales de costo y energía, sin embargo, aún se requiere de mucha investigación. En este trabajo se propone sintetizar el $Ga_2O_3$ por los métodos de combustión, sol-gel, y descomposición del GaN. También se caracterizará a cada material obtenido por las técnicas de microscopía electrónica de barrido (MEB), espectroscopía de rayos-X de energía dispersiva (EDS), difracción de rayos-X (DRX), UV-VIS, y cátodoluminiscencia (CL). Con la finalidad de lograr la fase beta del $Ga_2O_3$ y caracterizar su estructura, así como estudiar las propiedades optoelectrónicas.

Diseño de un aislante topológico para ondas elásticas

Los Aislantes Topológicos electrónicos y fotónicos han inspirado el diseño de nuevos sistemas elásticos estructurados con propiedades que permiten el control inteligente de la propagación de las ondas mecánicas. En este trabajo se muestra el diseño de un Aislante Topológico bidimensional elástico, obtenido por medio del software de simulación numérica, COMSOL Multiphysics. El material elástico estructurado se diseñó a partir de una celda hexagonal de aluminio 1100 que presenta conos de Dirac en la estructura de bandas de su espectro de frecuencias. Se muestran los pasos del proceso de diseño numérico, entre los cuales está el diagrama de dispersión a partir de un barrido del vector de onda en la zona irreducible de Brillouin, utilizando condiciones periódicas de Floquet. Se presenta la simulación numérica de una muestra finita del aislante topológico elástico diseñado en el cual, para ciertas frecuencias específicas, se observan estados localizados en los bordes del sistema. Así mismo, se muestran estados confinados en la interfase de dos estados topológicos distintos, a manera de guía de ondas elástica y otros casos de inmunidad ante defectos de la estructura.

Punto de fusión de nanopartículas bimetálicas

Las propiedades termodinámicas de nanopartículas de aleaciones metálicas son objeto de intensa investigación debido a la gran diversidad de sus aplicaciones potenciales en ciencia y tecnología. En particular, se podría controlar el punto de fusión de una nanopartícula bimetálica de un cierto diámetro cambiando su estequiometría, lo que daría mayor versatilidad para un uso específico. En este trabajo presentamos un estudio de la evolución térmica de nanopartículas bimetálicas Au$_{m}$Cu$_{n} $ a partir de simulaciones de dinámica molecular con un potencial de Gupta. Se calcularon el calor específico, el índice de Lindemann y el parámetro de centro-simetría con el fin de identificar el punto de fusión de las nanopartículas en función de la composición de Au. Nuestros resultados muestran que existen tres temperaturas críticas: el punto de fusión total y superficial, y la segregación de centro-simetría. Esta última es de especial interés, ya que abre un nuevo método de análisis [1] para el estudio estructural atomístico de agregados y nanopartículas de aleaciones. [1] Eur. Phys. J. B 92, 237 (2019).

Dinámica de red y acoplamiento electrón-fonón en FeGe: efectos del magnetismo

Se presenta un estudio del efecto del magnetismo en las propiedades estructurales, electrónicas y vibracionales del sistema no-centrosimétrico FeGe en estructura B20. Para ello, se han realizado cálculos de primeros principios mediante la teoría perturbativa del funcional de la densidad (DFPT), usando el método de pseudopotenciales con bases mezcladas (MBPP) en dos diferentes fases: no-magnética (NM) y ferromagnética (FM). En particular se analizará a detalle los cambios inducidos por el magnetismo en las frecuencias fonónicas, poniendo especial énfasis en el {\it linewidth} fonónico para direcciones específicas de alta simetría y diferentes rangos de frecuencias, con el fin de determinar la las propiedades vibracionales clave que son principalmente afectadas por el magnetismo.

Transporte electrónico en varias capas de Fosforeno

El Fosforeno es un material bidimensional con una estructura hexagonal muy parecida a la del grafeno aunque el Fosforeno presenta un escalonamiento entre algunos de sus átomos. A partir del estudio realizado en [1] para una sola capa de Fosforeno se ha continuado el estudio para un número de capas superior. Debido a la alta anisotropía de las bandas de energía de este material los electrones a través del Fosforeno tienen diferentes comportamientos los cuales se han estudiado para varias capas. Se usa el método de las funciones de Green para hacer el estudio electrónico. Además de esto se ha agregado un dopaje al Fosforeno y se ha estudiado el trasporte electrónico. Se ha observado que en varias capas de Fosforeno el efecto de tunejale Anti-Super-Klein se mantiene presente, este efecto consiste en una reflexión total y omnidireccional de electrones en presencia de un dopaje PN. [1] Y. Betancur-Ocampo, F. Leyvraz y T. Stegmann, Nano Letters 19(11), 7760-7769 (2019)

Magnetorresistencia y propiedades eléctricas en películas delgadas de ZnO:Ag,N tipo p

Jaime Rincón Ortega1, Marcos Gustavo Whiswhanathan Sansores Miranda1, Fernando Avelar Muñoz1, Víctor Hugo Méndez García2, José de Jesús Araiza Ibarra1, José Juan Ortega Sigala1 1Unidad Académica de Física, Universidad Autónoma de Zacatecas. 2 Coordinación para la Innovación y Aplicación de la Ciencia y la Tecnología, Universidad Autónoma de san Luis Potosí. RESUMEN: En el presente trabajo, se muestra un estudio sobre la relación entre la magnetoresitencia con la concentración de portadores, movilidad y resistividad en películas delgadas de ZnO doblemente dopadas con plata y nitrógeno (ZnO:Ag,N). Las películas sin tratamiento térmico son amorfas y cristalizan en una estructura hexagonal wurtzita al ser tratadas térmicamente a 400°C. La caracterización de Efecto Hall en configuración Van der Pauw, muestra que las películas no tratadas térmicamente presentan una alta magnetorresitencia de 2.61x109 Ω, así como una baja concentración de huecos de 1.17x1013 cm-3, sin embargo, después del tratamiento térmico y una vez que la muestra ha cristalizado el valor de la magnetorresitencia cae siete ordenes de magnitud hasta llegar a un valor de 1.02x102 Ω y la concentración de huecos se incrementa hasta 3.17x1019cm-3.

Estudio DFT de propiedades electrónicas y estructurales de Mo2C y Nb2C

Los carbonitruros de metales de transición llamados Mxenos, fueron descritos por primera vez en 2011. M representa un metal de transición y la X un carbono o un nitrógeno. En 2015, se sintetizaron cristales 2D ultrafinos Mo2C de gran área (∼100 µm) mediante deposición de vapor (CVD). En 2013 a partir de la fase Nb2AlC mediante la extracción selectiva de las capas no deseadas de aluminio, se obtuvo Nb2C. El Mo2C y el Nb2C poseen conductividad eléctrica alta, conductividad térmica favorable, bajo coeficiente de expansión térmica y fuerte resistencia mecánica. Son buenos candidatos para baterías y supercondensadores, tienen excelentes propiedades para aplicaciones en dispositivos como: sensores de gas, purificación de agua, almacenamiento de energía, en el campo de la biomédicina en terapia fototermica (PDT). Además, poseen propiedades superconductoras, su temperatura critica superconductora es inferior a los 13k. Puesto que las propiedades físicas intrínsecas de los Mxenos dependen significativamente de sus elementos en la superficie, en este trabajo se estudiaron y se compararon las propiedades estructurales y electrónicas del Mo2C y Nb2C por capas (3D) y monocapa (2D) en el marco de la teoría funcional de la densidad (DFT) con ayuda del código WIEN2K.

Nanoresonadores como polarizadores de valle

Se estudia el flujo de corriente en nanoresonadores de grafeno . La nanocinta de grafeno, deformada en el orificio del resonador, se modela por un Hamiltoniano tipo tight-binding y el transporte se estudia utilizando funciones de Green fuera del equilibrio. Se incluyeron en el estudio dos tipos de deformaciones, plana y circular. En ambos casos se utilizaron varios modos de resonancia que generan distintos patrones de deformación. Se observa que el haz de electrones que se inyecta se separa y es desviado o enfocado de acuerdo con la polarización de valle de los electrones . Las deformaciones causan un campo pseudomagnetico que explica la polarización de los haces de electrones en su espín de valle, lo que muestra que los nanoresonadores pueden ser usados como un polarizador para el spin de valle. Diferentes patrones del campo pseudomagnetico pueden ser usados para obtener un haz de electrones polarizado en el valle K o el valle K’.

Estudio teórico de las interacciones entre perovskita híbrida y aditivos orgánicos para la estabilización de celdas solares

Los materiales de perovskita de haluro de plomo y metilamonio, conocida como MAPI, se han convertido en una tecnología potencialmente disruptiva en el campo de la energía fotovoltaica debido a que en los últimos 10 años la eficiencia de las celdas solares basadas en perovskita ha aumentado de manera constante de 3.8 % a una eficiencia certificada de más del 20 % y con expectativas de mejoras adicionales. A pesar del creciente interés en las celdas solares a base de perovskita híbrida, su comercialización se ve obstaculizada por graves problemas de estabilidad. Se han propuesto diferentes rutas para aumentar la estabilidad del material de las perovskitas. Un enfoque que ha tenido éxito los últimos años, es la adición de pequeñas moléculas orgánicas que pueden actuar como agentes de dopaje para pasivar los límites del grano de cristal de las perovskitas 3D, evitando así la degradación de la perovskit. El objetivo de este trabajo es describir las principales interacciones que suceden entre la superficie de la perovskita y el aditivo orgánico, como primera propuesta se presenta un modelo utilizando teofilina, teobromina y cafeína.

Estudio de cavidades ópticas en cristales fotónicos 1D dieléctrico-grafeno

En este trabajo investigamos la formación y manipulación de estados permitidos creadas por cavidades ópticas en cristales fotónicos 1D dieléctrico-grafeno. La estructura propuesta consta de láminas de grafeno embebidas entre medios dieléctricos isotrópicos, donde serán incrustadas las cavidades dentro de cierto número de períodos de celda unitaria. Se calculan los espectros de transmisión de las ondas electromagnéticas incidentes empleando el formalismo de la matriz de transferencia; además, la conductividad óptica del grafeno se emplea teniendo en cuenta tanto las contribuciones intra como interbanda. Encontramos que este tipo de cavidades ópticas en cristales fotónicos 1D con grafeno inducen la formación de estados permitidos en la región de banda prohibida de baja frecuencia o gap producido por el grafeno. Lo anterior es debido al rompimiento de la periodicidad en la celda unitaria que conforma el cristal fotónico unidimensional, además, estos estados se pueden ajustar mediante los valores del potencial químico en las láminas de grafeno, así como de los parámetros ópticos y geométricos de la estructura fotónica.

Estudio comparativo de la estructura  electrónica de los sistemas  $Gd_2Ti_2O_7$ y $Gd_2TiO_5$ obtenidos por cálculos a primeros principios (DFT)

Se utilizaron cálculos de la funcionales de la densidad (DFT) para estudiar el efecto de la coordinación  de oxígenos en los sitios de Titanio en los sistemas de titanatos de Gadolinio con estructura pirocloro $Gd_2Ti_2O_7$ y ortorrómbica $Gd_2TiO_5$. Inicialmente, se hicieron  cálculos de optimización geométrica, variando tanto parámetros de red como posiciones atómicas, así como curvas de energía potencial de  los parámetros de red experimentales de muestras sintetizadas por el método de sales fundidas. A partir de estos resultados se calculó la estructura de bandas y la densidad de estados para ambos sistemas.   La coordinación de variedad 5 de los iones de titanio en los compuestos con la fórmula general $M_2TiO_5$ (M = tierra rara: La - Dy) está asociada a una buena conductividad iónica comparada con la de los compuestos tipo pirocloro, que son de variedad 6,  lo cual sugiere que hay una relación  entre la simetría y la conductividad iónica de los oxígenos  como se aprecia en la estructura de bandas para ambos sistemas. Se agradece a la Dirección General de Cómputo y de Tecnologías de Información y Comunicación (DGTIC-UNAM) el uso de recursos de supercómputo en “Miztli” (LANCAD-UNAM-DGTIC-291 ).

Geometría y relajación de QDs modulados por tensión

En este trabajo se presenta un método alternativo para modificar las características morfológicas y geometría de puntos cuánticos (QDs) de InAs autoensamblados, crecidos sobre GaAs por la técnicade MBE, mediante la incorporación de una capa tensora de InGaAs y la modulación de la tensión utilizando una capa espaciadora de GaAs. Utilizando esta metodología fue posible determinar el espesor crítico de la nucleación de los QDs, así como los cambios en la morfología, las características cristalinas y ópticas de los QDs. Adicionalmente, este método podría brindar información complementaria para comprender los efectos de los campos de deformación involucrados en los procesos de autoensamble y para mejorar las propiedades y el rendimiento de los QDs proyectados en heteroestructuras o dispositivos de apilamiento múltiple.

Efecto de la deformación biaxial sobre las propiedades estructurales del grafeno con impurezas de hidrógeno: un estudio de primeros principios

El magnetismo en el grafeno ha causado mucho interés científico debido a sus potenciales usos en espintrónica y sistemas de información cuántica basados en espín. Los momentos magnéticos inducidos en grafeno se han obtenido a través de vacancias, impurezas sustitucionales y funcionalización de la superficie con átomos y moléculas quimisorbidas. La quimisorción de hidrógeno sobre grafeno ha sido estudiada previamente y se ha reportado que genera un cambio de hibridación en los orbitales de sp2 a sp3, ocasionando la desaparición de un orbital pz de una manera efectiva, lo cual contribuye al surgimiento de momentos magnéticos. En este trabajo estudiamos el sistema de hidrógeno quimisorbido sobre grafeno con una supercelda de 8x8, a través de cálculos de primeros principios basados en la teoría del funcional de la densidad, tal como se implementa en el código SIESTA. Para el sistema en equilibrio obtuvimos que las distancias C-H y C-C, para los primeros vecinos son de 1.13 Å y 1.50 Å, respectivamente. De igual manera se obtuvo un ángulo de enlace C-C-H de 103.07⁰ y un ángulo C-C-C de 115.04⁰. Así, en este trabajo analizamos la evolución de estos parámetros estructurales y el grado de hibridación como función de la deformación biaxial. Palabras clave: Grafeno, impureza, deformación, magnetismo Agradecimientos: A. Montero-Rangel agradece el apoyo otorgado por el Conacyt, a través de una beca para estudios de posgrado. Este trabajo ha sido apoyado por el Conacyt, a través del proyecto No. 288344. Correo electrónico: adrian.montero@cinvestav.mx

Propiedades no lineales en un pozo cuántico doble asimétrico bajo un campo láser intenso: Efectos de campos eléctricos y magnéticos

Recientemente se investigaron teóricamente los efectos de los campos eléctricos y magnéticos sobre el coeficiente de absorción óptica lineal su corrección de tercer orden así como el cambio relativo del índice de refracción en pozos cuánticos dobles asimétricos de GaAs/GaAlAs bajo campos láser intenso (U. Yesilgul et al. / Optical Materials 58 (2016) 107e112), donde se concluye que al aumentar los campos eléctricos y magnéticos se desplazan al azul las posiciones de los picos del coeficiente de absorción total y del índice de refracción total mientras que al aumentar el campo láser intenso primero desplaza en azul las posiciones de los picos y luego da como resultado su corrimiento al rojo. En este trabajo nos enfocamos en realizar los cálculos en pozos cuánticos dobles asimétricos de GaAs/AlGaAs bajo un campo láser intenso mediante la aproximación de masa efectiva y el enfoque de matriz de densidad compacta. Se tiene como objetivo hacer un estudio sistemático cambiando los parámetros del potencial del confinamiento de las heteroestructuras, como el ancho de la barrera y su altura.

Efectos de temperatura sobre la polarización de valles-espines y magnetorresistencia en uniones simples de siliceno

En la actualidad los dispositivos electrónicos son de gran importancia para realizar nuestras labores cotidianas, por lo cual los avances tecnológicos se han desarrollado a gran velocidad en especial los dispositivos de almacenamiento y procesamiento de información. Para conseguir una nueva forma de generar almacenar y procesar información es necesario considerar nuevos grados de libertad del electrón (espín y valles), así como el estudio de nuevos materiales como es el caso de los materiales bidimensionales que tienen propiedades electrónicas y magnéticas especiales. Tal es el caso del siliceno, el cual posee una energía de acoplamiento de espín-órbita que lo hace óptimo para su aplicación en dispositivos. En el presente trabajo se estudian uniones simples a base de siliceno para determinar los efectos de la temperatura sobre la magnetorresistencia y la polarización de valles-espines a través del formalismo de Landauer-Büttiker. Con lo anterior se plantea encontrar los parámetros óptimos para el desarrollo de dispositivos versátiles con capacidades magnetoresistivas y de polarización de valles-espines.

Biosíntesis de AgNPs por metabolitos extracelulares excretados del hongo Fusarium scirpi

La síntesis de nanopartículas de plata (AgNPs) para aplicaciones antimicrobiana se ha investigado ampliamente durante las últimas décadas por muy diversos y variados métodos. Entre estos métodos; la biosíntesis de AgNPs mediante hongos filamentosos destaca como un método ecológico, escalable y de bajo costo. En el presente estudio, se presentan las propiedades morfológicas, cristalinas y ópticas de AgNPs biosintetizadas por metabolitos extracelulares secretados por la cepa del hongo Fusarium scirpi (Ag0.5-5). Con el fin de revelar la estructura cristalina, el tamaño y la composición química elemental de los AgNPs, las nanopartículas se analizaron mediante Espectroscopía UV-Vis e Infrarroja (IR), Difracción de rayos X (XRD), Microscopía electrónica de transmisión de barrido (STEM), Microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM) y Espectroscopía de energía dispersada de rayos X (EDX).

Recocido de sólidos amorfos mediante cizallamiento cíclico unidimensional por deformación y vibración modelado con un sistema granular de esfera dura 2-D: estudio del efecto de la amplitud de cizalla

En el presente trabajo, se estudia el recocido cristalino hexagonal de un sólido amorfo mediante el empleo de un modelo granular bidimensional vibrado de esfera dura sometido a deformaciones cíclicas que inducen cizallamiento unidimensional. La vibración está fija en amplitud y frecuencia, por lo que modela una temperatura constante. El cizallamiento se logra mediante deformaciones periódicas de una frontera de forma romboidal deformable basado en un mecanismo de cuatro barras. Para medir la evolución temporal del recocido, se mide el parámetro de sexto orden de orientación de enlace $\,\psi_{6}^{'}\,$ durante 42 ciclos de cizallamiento. Presentamos los resultados de 7 casos experimentales en los que se varía la amplitud máxima de cizallamiento de deformación. Encontramos correlaciones entre la amplitud de deformación con el promedio del parámetro de sexto orden de orientación de enlace. Los resultados indican una dinámica de orden hexagonal oscilatoria compleja determinada por la perturbación cíclica. Estas oscilaciones se analizan mediante regresiones lineales de primer y segundo orden encontrando correlaciones entre la aceleración de la frontera de cizallamiento con la tasa de cambio de $\,\psi_{6}^{'}$. Además, se presentan imágenes de los granos de cristal hexagonales durante su recocido.

Propiedades de detección de CO en germaneno decorado con metales

En este trabajo, se investigó el germaneno prístino y decorado con metales de transición (MT) para la detección de monóxido de carbono (CO). En primer lugar, se considera la detección de la molécula de CO por germaneno prístino y los resultados numéricos muestran que los valores de energía de adsorción están en el rango de fisisorción. Posteriormente, se estudia la adsorción de la molécula de CO en germaneno decorado con Cu, Ag y Au. Los resultados muestran que el germaneno decorado con átomos de MT mejora considerablemente la interacción con la molécula de CO, cuando se une a través del átomo de C [CO(C)], en el rango de quimisorción. Los resultados sugieren que el germaneno decorado con MT puede tener potencial uso en la detección de CO.

Caracterización óptica, estructural y morfológica del seleniuro de indio

El objetivo de este trabajo es procesar películas de seleniuro de indio (In2Se3) mediante la técnica co-evaporación térmica multifuentes, a diferentes parámetros de crecimiento y aumentar el ancho de banda prohibida para su posible aplicación en un dispositivo de partículas cargadas. El In2Se3 es un semiconductor tipo n con un ancho de banda prohibida que oscila entre 1.8 -2.7 eV dependiendo de la relación de los flujos del In/Se. Las películas de seleniuro de indio fueron sintetizadas sobre sustratos de vidrio/ SnO2:F en áreas grandes de 10 x10 cm. Se realizaron caracterizaciones por por perfilometría, espectrofotometría ultravioleta-visible, difracción de rayos-X y microscopia electrónica de barrido con la finalidad de conocer las propiedades ópticas, estructurales y morfológicas de las películas de In2Se3 y la influencia de dichas propiedades en el ancho de banda prohibida.

Thermoelectric effects in self-similar multibarrier structure based on monolayer graphene

Thermoelectric effects have attracted wide attention in recent years from physicists and engineers. In this work, we explore the self-similar patterns in the thermoelectric effects of monolayer graphene based structures, by using the quantum relativistic Dirac equation. The transfer matrix method has been used to calculate the transmission coefficient. The Landauer–Büttiker formalism and the Cutler-Mott formula were used to calculate the conductance, the Seebeck coefficient, and the power factor. We find self-similar behavior and the scale factors between generations in the transport and thermoelectric properties. Furthermore, we implement these scale invariances as general scaling rules. We present a new analytical demonstration of self-similarity in the Seebeck coefficient. These findings can open outstanding perspectives for experimentalists to develop thermoelectric devices.

Estudio teórico de la adsorción de nucleobases de ADN/ARN en nanoalambres de silicio funcionalizados con Au (SiNW+Au)

La investigación sobre las propiedades físicas y químicas de los nanoalambres de silicio (SiNW) ha tenido un gran desarrollo en los campos de la ingeniería y la biomédica, entre otros. Este material ha sido de gran interés ya que posee propiedades electrónicas y mecánicas únicas. Los SiNW tienen potenciales aplicaciones como sensores y biosensores. Para estos usos, se ha estudiado la modificación química de su superficie utilizando diferentes elementos, grupos funcionales o moléculas, y de esta forma cambiar sus propiedades físico-químicas. Entre estas modificaciones esta la funcionalización con átomos metálicos como el Au. Motivados por estos estudios y aplicaciones se realizaron cálculos basados en la teoría del funcional de la densidad (DFT) para estudiar la interacción entre los nanoalambres de silicio en la dirección de crecimiento [111], funcionalizados con Au (SiNW+Au) y las nucleobases [adenina (A), citosina (C), guanina (G), timina (T) y uracilo (U)] que componen el ADN y ARN. Se calcularon las energías de adsorción, distancias de enlace y transferencias de carga entre los SiNW+Au y las nucleobases. También se analizaron las estructuras de bandas electrónicas, así como las densidades de estados parciales. Los resultados muestran que hay una gran interacción entre los nanoalambres de silicio funcionalizados y las nucleobases, lo que sugiere que estos SiNW+Au podrían ser potenciales aplicaciones en la detección de ADN y ARN.

Transporte electrónico en Kekulé-Y grafeno: Filtro perfecto para el espín de valle y tunelamiento de Klein cooperativo

Se investiga el transporte electrónico en uniones $pn$ de grafeno con distorsión Kekulé-Y. Observamos transmisión perfecta para electrones de incidencia normal en la interfaz de la unión, si los electrones están polarizados en uno de los dos valles. Para obtener transmisión perfecta con electrones no-polarizados en el espín de valle, una parte de ellos tiene que cambiar de un valle al otro, un nuevo efecto llamado tunelamiento de Klein cooperativo. La transmisión valle-cooperativa depende del porcentaje de deformación de la red cristalina de grafeno y el grado de polarización del haz de electrones incidente. Además, mostramos que en el régimen de uniones $pn$ los electrones de solo un valle cruzan la interfaz, que permite utilizar estos sistemas como filtros perfectos de valle.

Modelo de amarre fuerte para bicapa de grafeno con litio intercalado

El grafeno es un material que se ha estudiado profundamente en los últimos años, siendo la quiralidad de sus electrones de baja energía una de sus propiedades mas distintivas. Se ha teorizado que romper esta quiralidad (chiral symmetry breaking, CSB) puede abrir una brecha de energía, convirtiéndolo en un semi-conductor. Recientemente se ha presentado evidencia experimental [1] de CSB en muestras de grafeno sobre SiC que entran en una fase Kekulé-O al ser intercaladas con litio. Estos experimentos reportan CSB dentro de rangos específicos de energía, en contraste con los modelos usuales de grafeno Kekulé basados en la distorsión periódica de enlaces interatómicos [2]. En este trabajo proponemos un modelo efectivo de amarre fuerte para una bicapa de grafeno intercalada por una red triangular de litio cuya celda unitaria triplica la del grafeno [1]. La interacción retardada de las monocapas de grafeno con la red de litio adquiere la forma de un potencial de super red de Kekulé dependiente de la energía, en concordancia con los resultados [1]. Estos resultados representan un primer paso para descifrar el fenómeno de CSB en grafeno Kekulé a nivel microscópico. [1] C. Bao,et al. Experimental evidence of chiral symmetry breaking inKekul ́e-ordered graphene.Phys. Rev. Lett.126, 206804 (2021) [2] O. V. Gamayun,et al. Valley-momentum locking in a graphene super-lattice with Y-shaped Kekul ́e bond texture.New J. Phys.20, 023016 (2018)1

Ondas Floquet-Bloch y bandas prohibidas en potenciales di-periódicos

Se presentan las soluciones generales a la ecuación de Schrödinger para un potencial di-periódico compuesto de dos frecuencias, generalizando así el potencial sinusoidal estándar. La ecuación de Schrödinger con un potencial di-periódico se convierte en una ecuación de Whittaker-Hill de tres términos, cuya solución se aborda por dos métodos. El primero es la aplicación del formalismo de la ecuación central, que permite la obtención de ondas Floquet-Bloch y la estructura de bandas como funciones de los parámetros del potencial. En el segundo método se transforma la ecuación de Whittaker-Hill en una ecuación de Ince utilizando un cambio de variable adecuado. En este caso se obtiene un ensamble completo de soluciones ortogonales descrito por las funciones de Ince. Las soluciones Mathieu que se obtienen para potenciales puramente sinusoidales, y que han sido bien estudiadas, son un caso particular de las funciones de Ince.

Estudio de Propiedades Estructurales y Electrónicas de Los Alótropos 2D del Fósforo

El Fósforo es un elemento esencial para la vida, un nutrimento mineral de importancia en la agricultura y tiene un gran potencial como semiconductor para aplicaciones electrónicas. Desde el descubrimiento del grafeno (2004) a crecido el interés por sintetizar y estudiar la forma bidimensional (2D) de cada uno de los elementos de la naturaleza, se han propuesto y sintetizado varias formas alotrópicas bidimensionales del fósforo entre las que encontramos: Fosforeno Negro (2014), Fosforeno Azul(2016) y Fosforeno Verde (aún no sintetizado), cada uno de estos materiales con diferente estructura y diferentes propiedades electrónicas. Todos los alótropos 2D son semiconductores y su brecha de energía varía drásticamente entre uno y otro, por lo que tiene potenciales aplicaciones en diferentes dispositivos electrónicos como bio-sensores, detectores de infrarrojo, sensores de gas o celdas solares que pueden trabajar en el espectro de radiación visible hasta el infrarrojo cercano por lo cuál podría funcionar aún en días nublados. En este trabajo calculamos y comparamos las propiedades estructurales y electrónicas de los alótropos 2D de fósforo antes mencionados, con ayuda de la "Teoría del Funcional de la Densidad" (DFT) y el código "Wien2k".

Influencia del añejamiento de películas depositadas por el método SILAR

El método SILAR es una técnica realizada a condiciones estándar, utilizada para el depósito de películas delgadas en diversos sustratos como lo es el vidrio, en éste, el precursor catiónico es absorbido en el sustrato y la película sólida es formada vía reacción química entre el catión adsorbido y el precursor aniónico. Esta técnica permite, como ya se mencionó, la obtención de películas, que podemos caracterizar mediante espectroscopia de luz visible, microscopia de barrido electrónico y la técnica de Kelvin de 4 puntas, para obtener la banda prohibida, morfología y conductividad con el fin de determinar los parámetros idóneos para ser integradas en dispositivos electrónicos y aplicaciones fotovoltaicas. En el presente trabajo se pretende dar a conocer la importancia del tiempo en el depósito y la caracterización de las películas con la finalidad de obtener resultados favorables y reproducibles.

Determinación semicuantitativa de estados electrónicos de transferencia de carga ligante-metal tipo O$^{2-/-}$ $\rightarrow$ Ln$^{4+/3+}$ en Y$_2$O$_3$:Ln (Ln =Ce, Pr, Tb)

Se sabe bien que en el Ce, Pr y Tb el estado tetravalente puede estabilizarse. De particular interés es el hecho de que cuando estos iones son incorporados en óxidos con valencia $4+$, se obtienen pigmentos con colores que van del amarillo al ocre rojo. Este fenómeno se atribuye a la presencia de estados de transferencia de carga ligante-metal (TCLM) del tipo O$^{2-/-}$ $\rightarrow$ Ln$^{4+/3+}$. Sin embargo, hasta ahora, dada la complejidad que ello entraña, no existe un modelo que permita explicar y predecir, por ejemplo, las energías de estos estados TCLM en forma unitaria y racional. Así, con el propósito de elucidar su naturaleza en forma semicuantitativa, este trabajo presenta la investigación sistemática de las propiedades ópticas de muestras de Y$_2$O$_3$ dopadas con Ce, Pr y Tb bajo el marco de los modelos fenomenológicos que permiten construir diagramas de niveles electrónicos de energía, que incluyen a los del material anfitrión y a los de los iones lantánidos dopantes bajo una misma referencia: la energía de ligadura de un electrón referida al vacío (ELRV). Todos los compuestos se sintetizaron por el método del complejo polimérico y poseen estructura cristalina cúbica compatible con el grupo espacial $Ia-3$. Los espectros de absorción óptica presentan, además de una banda asociada a la transición fundamental del Y$_2$O$_3$, una banda ancha difusa que se extiende desde el UV hasta la región del visible para las muestras dopadas con Pr y Tb, pero no para el Ce. Para los dos primeros iones, la explicación a estos resultados provista por diagramas ELRV, es que la presencia de Pr$^{4+}$ y Tb$^{4+}$ da lugar a transiciones electrónicas asociadas a estados TCLM O$^{2-/-}$ $\rightarrow$ Ln$^{4+/3+}$ en donde los estados excitados corresponden a niveles f-f del respectivo Ln$^{3+}$. La relevancia de este hallazgo es la explicación racional, unitaria y predictiva de la respuesta óptica de Ln$^{4+}$ incorporados en cualquier material anfitrión.

Crecimiento de películas delgadas de la perovskita BiFeO$_{3}$ mediante pirólisis ultrasónica

La ferrita de bismuto BiFeO$_{3}$ (BiFeO) es un óxido con estructura perovskita, con una estructura romboédrica distorsionada de grupo espacial R3c. Esta es uno de los multiferroicos más prometedores debido a la exhibición de estas propiedades a temperatura ambiente haciéndolo factible para diversas aplicaciones tecnológicas. En este trabajo se realizó el estudio para obtener películas delgadas de BiFeO$_{3}$ mediante la técnica de Rocío pirolítico ultrasónico, utilizando sustratos de vidrio. En la síntesis se emplearon como sustancias precursoras nitrato de bismuto y nitrato de fierro, disueltos en dimetilformamida. La temperatura de depósito estuvo en el rango de $300^{\circ}$C a $500^{\circ}$C con un tratamiento térmico posterior a $550^{\circ}$C. Se obtuvieron películas homogéneas con buena adherencia al sustrato. Se analizó la composición elemental, la morfología superficial y la estructura cristalina de las películas en función de la concentración de las soluciones precursoras y la temperatura de depósito. Las muestras se caracterizaron por la técnica de difracción de rayos X (XRD) mostrando la estructura esperada.

Monocapa, bicapa y tricapa de grafeno tensado: propiedades electrónicas y estructurales

El grafeno es un semimetal que presenta una estructura bidimensional de átomos de carbono enlazados fuertemente en una configuración hexagonal, con un átomo de espesor. Al colocar capa tras capa de grafeno una encima de otra conduce a la formación de bicapas, tricapas, etc. Aunque hay diferentes tipos de apilamiento, el mas estable es el llamado Bernal o ABA. Estas bicapas y tricapas de grafeno presentan alta movilidad de electrones, alta resistencia mecánica, flexibilidad, estabilidad química, entre otras interesantes propiedades. Bicapas y tricapas de grafeno se han utilizado en la fabricación de diferentes dispositivos nanoelectrónicos como transistores de efecto de campo como los FETs, fuentes de luz infrarrojas, fotodetectores y moduladores de luz, también se ha encontrado superconductividad al rotar una o dos de sus capas, en 2018 para la bicapa a un ángulo de 1.05 grados con una temperatura de 1.7K y en 2021 para la tricapa alternando ángulos de 1.56 grados en cada capa a una temperatura de 2.1K. En este trabajo se presenta un estudio de las propiedades estructurales y electrónicas de la mono, bi y tricapa de grafeno en su estado de mínima energía y de estas estructural, al ser tensadas biaxialmente. En nuestro análisis teórico se hace uso de la Teoría de la Funcional de Densidad (DFT) mediante el uso del código Wien2k para realizar cálculos de propiedades ópticas, electrónicas y estructurales para obtener información sobre el efecto que causan las deformaciones mecánicas en el grafeno.

Propiedades estructurales y electrónicas del material 2D-VTe2

Desde el descubrimiento del grafeno en 2004 y especialmente en los últimos años, los materiales bidimensionales (2D) han adquirido una gran importancia debido a las grandes propiedades que presentan, como diamagnéticas que los hacen viables para el desarrollo de superconductores, gran movilidad de carga, así como conductividad termal . En el 2018, el VTe2 se sintetizo por exfoliación mecánica por un equipo de la Central South University en China , este material 2D pertenece a los dicalcogenuros de metales de transición (TMD) donde el vanadio es el metal de transición y el teluro es un dicalcogenuro en su forma diatómica. El 2D-VTe2 cuenta con 2 faces estables, la fase H de estructura trigonal y la fase 1T con estructura octahedral. Entre la gran variedad de propiedades se encuentra una alta resonancia magnética y una perfecta polarización de espín, lo que lo hace ideal para aplicaciones caloritrónicas de espín (es el combinación de termoeléctricos y espintrónicos que se centra en la integración de calor y corriente basada en espín)[1], también presenta ferromagnetismo a temperatura ambiente al igual que se observa magnetorresistencia gigante[1], entre otras muy interesantes propiedades. En este trabajo, se estudiaron las propiedades estructurales y electrónicas del material 2D-VTe2 en sus fases H y 1T, con la ayuda de la teoría funcional de la densidad (DFT) y del código Wien2K. Referencias [1]. Musle, V., Kumar, A., & Choudhary, S. (2018). Temperature dependent spin transport investigations in single layer VTe2. Journal of Alloys and Compounds. doi:10.1016/j.jallcom.2018.08 Agradecemos el tiempo computacional otorgado por LANCAD y CONACYT en las supercomputadoras Yoltla / Miztli / Xiuhcoatl en LSVP UAMIztapalapa / DGTIC UNAM /CGSTIC CINVESTAV

Superconductividad con simetría $p$ en campo magnético

Los superconductores no convencionales, es decir, aquellos que no pueden ser descritos por la teoría BCS de la superconductividad, presentan anisotropía en la brecha superconductora con simetrías $p$ ó $d$. Además, esta característica generalmente aparece en superconductores tipo II donde el campo magnético puede penetrar con flujos cuantizados, lo que se conoce como estado mixto. Actualmente se han estudiado profundamente dichos cuantos de flujo para superconductores con simetría $d$ [1] pero con simetría $p$ el estudio de la brecha en presencia de campo magnético aún es escaso. En este trabajo analizaremos los efectos del campo magnético en superconductores tipo $p$ a partir de un modelo de Hubbard generalizado y las ecuaciones de Bogoliubov-de Gennes para una red cuadrada. Dichas ecuaciones nos permiten calcular la brecha superconductora con simetría $p$ para cada átomo de la celda unitaria y con ello reproducir el estado mixto. A partir de estos resultados se calcula el calor específico y se compara con resultados previos para simetría d. [1] Physica B 553, 36-39 (2019).

Nanoalambres superconductores con simetría $d$

Se ha observado experimentalmente que elaborar superconductores nanoestructurados incrementa el tamaño de la brecha superconductora conforme se va reduciendo las dimensiones de dichas estructuras. Una forma para medir qué tan bueno es un superconductor es mediante su brecha superconductora y esto es debido a que existe una relación entre ésta y la temperatura crítica en la cual ocurre la transición de fase de un material a la fase superconductora. Actualmente, los superconductores con mayor temperatura crítica en condiciones de presión normales son los cupratos, es decir, materiales contienen planos de cobre y oxígeno. Una característica que comparten los cupratos es que su brecha superconductora es anisotrópica con simetría $d_{x^2-y^2}$. Recientemente se han estudiado nanoestructuras superconductoras con simetría s isotrópica, donde se predijo un aumento de la temperatura crítica conforme disminuía el tamaño de la nanoestructura [1], pero aún no se sabe el efecto que puede tener una brecha anisotrópica, sobre todo en su superficie. En este trabajo resolvemos las ecuaciones de Bogoliubov-de Gennes a partir del hamiltoniano de Hubbard extendido, para encontrar la brecha superconductora local en nanoalambres de distinto grosor. Dicho modelo nos permite estudiar la relación de la brecha con la interacción electrónica de átomos vecinos, lo cual es de suma importancia al tratar sistemas con interfaces como lo son los superconductores nanoestructurados con brecha anisotrópica. [1] Phys. Status Solidi B 253, 1638 (2016).

Efectos de la presión hidrostática y la distancia intercapas sobre la absorción óptica en una estructura delta dopada doble en GaAs

Los pozos cuánticos delta-dopados se fabrican al dopar un semiconductor con otro elemento en una capa bidimensional de ancho atómico en una estructura 3D. Derivado de esta idea surgieron los pozos delta-dopados dobles (DDD), los cuales consisten en semiconductores fuertemente dopados en dos capas bidimensionales paralelas de ancho atómico. Dentro de la teoría de Thomas-Fermi hemos determinado la estructura electrónica de un sistema DDD en GaAs, en las que hemos determinado el coeficiente de absorción óptico lineal y no lineal con ayuda de la teoría de Matriz Densidad. La absorción está determinada en función de parámetros que pueden ser internos y externos al sistema en cuestión. Los parámetros internos que generan fuertes cambios en las propiedades ópticas de una estructura DDD son: la concentración del dopante y la distancia de separación entre las capas. Además, estudiamos los efectos de la presión hidrostática como un parámetro externo sobre las propiedades del DDD.

Coeficiente de absorción en una estructura delta dopada cuádruple en GaAs

Los pozos cuánticos en sistemas delta-dopados han tomado gran interés debido a diversidad de aplicaciones en dispositivos electrónicos y optoelectrónicos en las que tienen aplicaciones directas. Derivado de la idea de los pozos delta-dopados, los cuales consisten en semiconductores fuertemente dopados en dos capas bidimensionales paralelas de ancho atómico, estudiamos una estructura con cuatro capas delta paralelas (QDD) separadas a un distancia constante entre ellas d. En el marco de la teoría de Thomas-Fermi, hemos determinado la estructura electrónica de un sistema QDD en GaAs, y particularmente estudiamos los efectos de la distancia interplanar en las propiedades ópticas no lineales de este sistema con dopaje tipo n como el coeficiente de absorción lineal y no lineal con ayuda de la teoría de Matriz Densidad. La absorción óptica se estudia en nuestro caso en términos de la concentración del dopante y la distancia de separación entre las capas. Nuestro trabajo tiene implicaciones en la ingeniería de dispositivos tales como láser, foto diodos, fototransistores, diodos emisores de luz, entre otros.

Energía de condensación a partir del modelo Bosón-Fermión de la superconductividad

Se reportan algunas propiedades termodinámicas de un superconductor a partir del modelo Bosón-Fermión (BF) [1,2] que asume al superconductor como una mezcla ternaria de: pares de Cooper de electrones (2eCPs) y pares de Cooper de huecos (2hCPs), ambos siendo bosones, y también de electrones desligados que son fermiones. Del modelo se obtienen tres ecuaciones trascendentales acopladas: una ecuación tipo gap para 2eCPs y otra para 2hCPs, además de una ecuación de número. Las tres ecuaciones se resolvieron simultáneamente obteniéndose así las brechas (gap) de energía y el potencial químico, que usamos para calcular el potencial termodinámico, la energía libre de Helmholtz y, por tanto, la energía de condensación. En la mezcla ternaria las proporciones de las componentes pueden variar continuamente pero nos restringimos a los siguientes casos especiales i) 50-50, número de pares de huecos 2hCPs igual al de los pares de electrones 2eCPs ii) 100-0 sólo 2eCPs y iii) 0-100 sólo 2hCPs. En el límite del acoplamiento débil recuperamos los resultados de la teoría BCS cuando la proporción es 50-50.$\\$ [1] V.V. Tolmachev, Phys. Lett. A 266, 400 (2000)$\\$ [2] M. de Llano & V.V. Tolmachev, Physica A 317, 546 (2003)

Cambios de fase en nanopartículas de oro tiolizadas

El estudio de nanopartículas en función de la temperatura es de gran importancia para tener control de su comportamiento en diferentes circunstancias. Se sabe que las nanopartículas metálicas deben ser recubiertas por moléculas orgánicas como los tioles para poderlas manipular mejor. En este trabajo realizamos simulaciones de dinámica molecular a partir de un potencial reactivo, Reax-FF, para el agregado Au$_{18}$(SCH$_3$)$_{14}$ dentro del ensamble canónico NVT. Con el fin de analizar los cambios de fase en dicho agregado, se calcularon la curva calórica, el calor específico, el desplazamiento cuadrático medio y el parámetro de centro-simetría en función de la temperatura. Nuestros resultados muestran que el punto de fusión del agregado está alrededor de 410 K y que aproximadamente en 470 K existe una evaporación de la capa de tioles. Estos cálculos se pudieron realizar gracias a nuevos métodos de análisis estructural los cuales podrían servir para estudiar sistemas más complejos [1]. [1] Eur. Phys. J. B 92, 237 (2019).

Patrones de turbulencia en sistemas de grafeno

El grafeno, principal representante de los materiales 2D, posee propiedades nunca vistas en materiales 3D, potenciales para posibles aplicaciones tecnológicas y científicas. Sus portadores de carga se comportan como partículas "relativistas", con una velocidad máxima dada por la velocidad de Fermi, y una relación de dispersión energía-momento lineal a bajas energías, la cual es la clave para sus sorprendentes propiedades. En este trabajo se estudia el comportamiento de los electrones de Dirac en grafeno en el régimen hidrodinámico mediante el uso del método de lattice Boltzmann relativista (RLBM). En particular, se encuentran patrones de turbulencia para impurezas situadas en la red de grafeno para diferentes configuraciones, así como propiedades de transporte.

Propiedades electrónicas de nanoalambres de Ge-[001] con Li superficial

Para satisfacer la demanda creciente de energía se necesita de una nueva generación de baterías recargables con una mayor capacidad de almacenamiento, eficiencia y una vida útil que permita su uso para el almacenamiento de energía a gran escala. Los nanoalambres de Germanio (Ge) presentan una alta capacidad teórica de carga, en comparación con la generación actual de baterías, por lo que son atractivos para el desarrollo de ánodos en baterías. En este trabajo se estudian las propiedades electrónicas de nanoalambres de Ge pasivados con Hidrógeno (H) y crecidos en la dirección cristalográfica [001] usando diferentes diámetros. El sistema se modela sustituyendo átomos de H por átomos de Litio (Li), de la nanoestructura. El estudio se desarrolla usando la Teoría de la Funcional de la Densidad (DFT), en la aproximación de la densidad local (LDA) incorporado en el código SIESTA. Los resultados indican que los nanoalambres presentan el conocido efecto del confinamiento cuántico, en donde la brecha de energía disminuye como función del diámetro del nanoalambre. Se observa también un carácter semiconductor en donde la brecha de energía disminuye como función de la concentración de átomos de Li. Los resultados de la energía de formación indican que los nanoalambres ganan estabilidad energética como función de la concentración de Li. Estos resultados ayudan a entender cómo se modifican las propiedades electrónicas y los cambios estructurales que sufren los nanoalambres de Ge debido a la incorporación de Li, abriendo la posibilidad de incorporarlos como materiales anódicos para el desarrollo de una nueva generación de baterías recargables de Li. Agradecimientos Este trabajo está financiado por los proyectos multidisciplinarios 2020-2091, -2093, -2106, 20210239 de la SIP-IPN. Los cálculos se realizaron en la supercomputadora Miztli de DGTIC-UNAM (proyectos LANCAD-UNAM-DGTIC-180 y 381) y el Laboratorio Nacional de Supercómputo del Sureste de México de la BUAP.

Influencia del Potencial Químico del Grafeno en Biosensores Ópticos SPR con Materiales 2D

El análisis de biosensores es muy importante para distintas áreas, tales como la salud, la química, la alimenticia, entre otras. Actualmente, hay una amplia variedad de biosensores, entre los cuales están los biosensores de resonancia de plasmón superficial (SPR), el cual ha sido usado para detectar agentes biológicos como drogas, biomoléculas, anticuerpos biológicos, receptores biológicos sintéticos, micotoxinas, etcétera. En este trabajo, estudiamos un biosensor óptico SPR compuesto de Prisma - Metal - Material 2D – Sistema Multicapa de Grafeno - Medio biológico, en el cual analizamos los parámetros de rendimiento del biosensor, tales como sensibilidad, exactitud de detección, factor de calidad y factor de mérito, en función del valor del potencial químico de las láminas de grafeno. El estudio se realiza mediante reflexión total atenuada (ATR) calculada a través del método de matriz de transferencia para diferentes valores de los parámetros del sistema del biosensor SPR propuesto. Se encuentra un valor del potencial químico crítico para el cual los parámetros de desempeño tienen un cambio abrupto en su comportamiento. Por otro lado, el número de láminas de grafeno y el tipo de material 2D tienen una fuerte influencia en el valor de los parámetros de rendimiento.

Crystal defect origin and Raman shear modes of strained surface ripples in WSe2 layers

This talk presents the study of the crystal system WSe2 with a focused interest on the role of low energy Raman modes in TMDs MX2 structures, we study how the growing conditions and mechanical stress and strain produces surface corrugations so-called ripples. The samples present high-intensity behavior for PL monolayers and the AFM surface explorations for the monolayer, bilayer, and trilayer regions present a bottom-up growing with screw-oriented defects for WSe2 crystal. Raman low energy analysis measured by confocal techniques in local area near to the helical layer formation shows a mechanical frustrated dispersion dynamic highlighted by the shear mode signal shape evolution from monolayer to bulk. The recent state of art and tendency efforts for this research field is to find new ways of taking advantage of the phenomena that occur in laminar structures for their use in optoelectronics applications. TMDs bilayer and trilayered systems act as sheets that can bend or wrinkle on the surface depending on the conditions of mechanical stress, sometimes naturally present as a product of interlayer dislocations.

Monitoreo in situ basado por espectroscopía de reflectividad para la fabricación de cristales fotónicos unidimensionales de silicio poroso

El silicio poroso (Si-P) es un material ampliamente utilizado en la fabricación de cristales fotónicos unidimensionales, debido a la simplicidad para modular su índice de refracción. Sin embargo diversos factores experimentales difíciles de controlar, tales como la temperatura del electrolito y la calidad de las obleas, pueden afectar la reproducibilidad y la calidad de las muestras de Si-P, por lo cual, es deseable contar con un sistema de monitoreo in situ para verificar que la muestra fabricada cuente con la respuesta óptica deseada. En el presente trabajo, se implementó mediante impresión 3D una celda electrolítica que permite monitorear en tiempo real la formación de estructuras de Si-P por medio de espectroscopía de reflectividad en los rangos visible – IR cercano. Se monitoreó la fabricación de reflectores de Bragg distribuidos y microcavidades ópticas y se obtuvo información sobre las variaciones de espesor e índice de refracción con el número de capas. Complementado con simulaciones numéricas, dicho sistema brinda la posibilidad de contar con un control nanométrico en la fabricación de cristales fotónicos de Si-P.

Propiedades de Absorción en heteroestructuras de materiales 2D

Los materiales 2D, desde el descubrimiento del grafeno en 2004, han surgido como materiales con potentes aplicaciones en las áreas de los dispositivos electrónicos y ópticos, debido a sus extraordinarias propiedades electrónicas, ópticas, mecánicas, térmicas, entre otras. Debido al amplio rango de frecuencias en los cuales la luz interactúa fuertemente con los materiales 2D, es posible usarlos en muchas aplicaciones que van desde lectores de DVD, seguridad, pantallas, iluminación de estado sólido, comunicación en el infrarrojo cercano, visores nocturnos, dispositivos fotovoltaicos, sensores, entre otras. En este trabajo se estudian heteroestructuras compuestas por bicapas de dicalcogenuros de metal de transición (TMDCs, por sus siglas del inglés) y TMDC-grafeno; donde el TMDC puede ser $MoSe_2$, $MoS_2$, $WSe_2$, $WS_2$. Los espectros de absorción muestran picos prominentes en frecuencias bien definidas las cuales pueden ser moduladas con el número de bicapas utilizadas. Por otro lado, se encuentra que la absorción llega a un valor máximo de saturación para frecuencias mayores a una frecuencia característica en particular, sin importar del número de bicapas que se tengan.

Modelo de Ising unidimensional con interacciones a largo alcance

Estudiamos el modelo de Ising unidimensional con interacciones a largo alcance con interacciones $J(r)=-J/r^p$ con $r$ la distancia entre espines y $p \in (1,2]$. Utilizando la matriz de transferencia, resolvimos numéricamente el sistema infinito con un rango finito de interacción $n_v \in \{2,3,...,25\}$ para distintos valores del exponente de interacción $p$. Usando la temperatura de los máximos del calor específico, extrapolamos el valor de la temperatura para el sistema con un rango de interacción infinito $n_v \rightarrow \infty$. Finalmente, reportamos los valores de temperatura crítica y comparamos con los valores de la literatura. Agradecemos el apoyo por parte de la beca de doctorado CONACyT.

Brecha de energía en heteroestructuras bidimensionales hBN/X (X=Si, Ge)

Desde la obtención del grafeno, gran interés suscitó la búsqueda de los demás materiales bidimensionales del grupo IV, en especial el silicio y el germanio, ya que estos elementos constituyen la base de la electrónica actualmente. Este objetivo se logró en 2012 para el siliceno [1,2] y en el 2014 para el germaneno [3], sin embargo, el siliceno y germaneno tampoco mostraron características semiconductoras. El estudio de grafeno sobre la monocapas de nitruro de boro hexagonal (hBN) ha mostrado que en estas heteroestructuras se abre una pequeña brecha de energía que puede llegar hasta los 114 meV en pentacapas 2hBN/G/2hBN. En este trabajo, en el marco de la teoría del funcional de la densidad y con ayuda del código WIEN2k, calculamos las propiedades estructurales y electrónicas de heteroestructuras bidimensionales hBN/X y hBN/X/hBN con X=Si, Ge. Analizamos las consecuencias de tener una estructura hexagonal aserrada para el siliceno y germaneno, especialmente en la apertura del band gap a diferencia del grafeno que es plano. [1] P. Vogt. et al. Phys. Rev. Lett. 108, 155501 (2012) [2] B. Feng, et al. Nano Lett. 12, 3507 (2012). [3] M. Dávila, et al. New J. Phys. 16, 095002 (2014). Agradecemos el tiempo computacional otorgado por LANCAD y CONACYT en las supercomputadoras Yoltla / Miztli / Xiuhcoatl en LSVP UAMIztapalapa / DGTIC UNAM / CGSTIC CINVESTAV.

Propiedades estructurales y electrónicas del Cu$_2$Te bidimensional

Los calcogenuros de metales de transición, son materiales de alto interés en la física de la materia condensada gracias a la gran variedad de propiedades y fases que estos exhiben. Por lo general, son altamente sensibles a cambios en parámetros de ajuste como la presión, el dopaje químico y el número de capas. El Cu$_2$Te bidimensional fue sintetizado en 2019 por Qian et al. usando el método de epitaxia por haces moleculares sobre un sustrato de grafeno/SiC(0001.) El Cu$_2$Te es un material prometedor para baterías de iones de litio, terapia fototérmica, detección de CO tóxico y usos termoelétricos. También representan un elemento crucial para la industria fotovoltaíca y se emplea convencionalmente como capa de contacto conductora trasera para celdas solares basadas en CdTe de alta eficiencia. En este trabajo calculamos las propiedades estructurales y electrónicas del Cu$_2$Te bidimensional con ayuda de la teoría del funcional de densidad (DFT) y el código WIEN2K. [1]K. Qian L. Gao, H. Li, et al. Chin. Phys. B 29, 0108104 (2019) "Agradecemos el tiempo computacional otorgado por LANCAD y CONACYT en las supercomputadoras Yoltla / Miztli / Xiuhcoatl en LSVP UAMIztapalapa / DGTIC UNAM / CGSTIC CINVESTAV"

Estudio de la estructura cristalina y propiedades magnéticas de nanopartículas de PrCrO3 dopadas con Cu

En años recientes las cromitas de tierras (RCrO3) han atraído mucha atención debido a su gran variedad de propiedades físicas, especialmente la multiferroicidad y la gran diversidad de propiedades magnéticas. De particular importancia es el compuesto PrCrO3, este presenta un comportamiento semiconductor tipo p, un ordenamiento antiferromagnético con una TNéel de ~ 240 K acompañado de un débil ferromagnetismo, así como una TN2 ~ 20 K relacionada con la interacción Pr3+-Pr3+. En este trabajo se sintetizaron nanopartículas de PrCrO3 (˂ 250 nm) dopadas con cobre utilizando el método de sol gel. Se estudió la estructura cristalina, morfología, estado químico y propiedades magnéticas de PrCr1-xCuxO3 con 0 ≤ x ≤ 0.1. Los resultados de rayos-X muestran un aumento de volumen conforme aumenta el contenido de Cu, mientras que imágenes de SEM muestran que el punto de fusión de las nanopartículas disminuye provocando un aumento en el tamaño de las mismas. Análisis de XPS muestran que la estabilidad química y compensación de carga se da a través del Cr, provocando la formación de Cr6+ lo que genera cambios muy significativos en las propiedades magnética del material, donde se puede observar un comportamiento tipo diamagnético, disminución en las dos TN conforme aumenta el contenido de Cu, además de alteraciones en el campo coercitivo y magnetización remanente. L. Mendivil agradece al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por la beca asignada, gracias a la cual fue posible la realización de este proyecto. A. Durán agradece el proyecto IN101919 (DGAPA-PAPIIT). Los autores agradecen la asistencia técnica de Carrillo-Torres R. (UNISON) y D. Dominguez (CNyN).

Magnetización reversible y anisotropía de intercambio de la solución sólida Yb1-xPrxCrO3

Las cromitas de tierras (RCrO3) han atraído mucha atención debido a su gran variedad de propiedades físicas como multiferroicidad ferroelectricidad inducida, magnetización reversible, anisotropía de intercambio, entre otras. Especialmente importante es el compuesto YbCrO3, este presenta un ordenamiento antiferromagnético con una TNéel de ~ 118 K, así como magnetización reversible con una temperatura de compensación de ~ 20 K resultado de la competencia de los espines de Yb3+ y Cr3+. En este trabajo se sintetizó la solución sólida Yb1-xPrxCrO3 (0 ≤ x ≤ 1) utilizando el método de combustión, donde imágenes de TEM muestran partículas en el rango de 20-25 nm. La estructura cristalina y el estado químico de los cationes se caracterizaron mediante difracción de rayos-X, así como espectroscopia de fotoelectrones emitidos por rayos-X (XPS). Por último, se realizaron medidas magnéticas en un rango de 2 a 300 K. Los patrones de difracción de rayos-X obtenidos son los característicos de YbCrO3 con un corrimiento de las reflexiones conforme se incrementa el contenido de Pr. Análisis de Rietveld muestra una disminución del parámetro de red a, mientras que b y c, así como el volumen, aumentan conforme se incrementa la concentración de Pr. Los resultados de XPS muestran una mezcla de valencias de Yb (Yb2+, 3+) y Pr (Pr3+, 4+) en la región rica en Yb (0˂x˂0.5), además de la presencia de Cr3+ y 6+ en toda la solución sólida. Las medidas de magnetización muestran que la transición antiferromagnética se incrementa de manera lineal de ~ 119 K a ~ 243 K, así como una disminución progresiva de la magnetización reversible al aumentar el contenido de Pr, hasta desaparecer completamente para x=0.30. Medidas de magnetización isotérmicas muestran una anisotropía de intercambio negativa inducida por la sustitución de Pr, así como una marcada curva de histéresis para PrCrO3. L.F.M. agradece a CONACYT por la beca de doc. otorgada. A. D. agradece al proyecto IN101919 DGAPA-PAPIIT.

Compresión uniaxial de nanocubos de Au@Pd y Pd prístino

En este trabajo investigamos la respuesta mecánica del nanocubo de Pd prístino y nanocubos de Au@Pd que presentan una estructura core-shell sometido a un indentador externo mediante simulaciones de Dinámica Molecular. Las dimensiones de los nanosistemas estudiados son de 30 nm. El nanocubo de Pd prístino presenta fallas de apilamiento en todo el cubo. En contraste, las fallas estructurales en los nanocubos de Au@Pd son promovidas en la interfase debido a las dislocaciones parciales situadas y generadas en dicha zona. Observamos que la relación de Poisson es un buen predictivo de la región elástico-plástica en la nanopartícula prístina de Pd. Por el contrario, los nanocubos de Au@Pd pierden la predicción de la zona elástico-plástico conforme la relación de Au - Pd aumenta. Las propiedades mecánicas del nanocubo de Au @ Pd se ven disminuidas por el núcleo de oro, en comparación con el nanocubo de Pd.

Caracterización química, estructural y estudio de las propiedades dieléctricas de la cerámica YMnO3 dopado con Zr y Mo

Las manganitas de tierras raras (RMnO3) han tomado notoriedad a raíz del descubrimiento de diferentes fenómenos de acoplamiento como la magnetorresistencia, magnetocapacitancia y el fenómeno multiferroico. Estos materiales son candidatos de muy diversas aplicaciones debido a su amplia funcionalidad. En este trabajo se buscó mejorar las propiedades dieléctricas del YMnO3 sustituyendo el sitio de Mn con cationes de Zr y Mo. Para este propósito se sintetizaron las muestras policristalinas de YMn1-xTxO3 (T=Zr o Mo, 0<x<0.20). A partir de DRX se identificó que, en ambos casos, la fase principal pertenece al grupo espacial P63cm, hasta cierto contenido de dopante donde se observó la formación de fases secundarias. El límite de solubilidad es de ~4% y ~6%, para Zr y Mo, respectivamente. Por XPS se identificó la presencia de Mn3+ y Mn4+, en todas las muestras. Por otro lado, en las muestras dopadas se identificaron los cationes Zr4+, Mo6+ y la presencia de defectos como vacancias de oxígeno y oxígeno intersticial. A partir de la caracterización dieléctrica y el análisis de la conductividad se identificó la presencia de dos mecanismos de conducción predominantes: el salto de huecos entre los sitios de Mn3+ y Mn4+, desde temperatura ambiente hasta ~450 K y la migración de vacancias de oxígeno y oxígeno intersticial desde ~450 K hasta ~875 K. Estos mecanismos de conducción fueron intensificados por la introducción de los cationes Zr4+ y Mo6+, lo que sugiere que tales sustituciones promovieron la introducción de defectos en el material como portadores de carga o defectos como vacancias de oxígeno y oxígeno intersticial. Agradecimientos C. H. agradece al CONACyT por la Beca Nacional para la realización de los estudios de maestría y A. D. agradece al proyecto No. IN101919 PAPIIT-UNAM. Se agradece la asistencia técnica de P. Casillas, D. Domínguez y a la Dra. E. Vargas por las facilidades otorgadas para la caracterización estructural.

Adsorción de moléculas diatómicas en monocapas de SnC decoradas con metales de transición

En este trabajo se estudia la interacción entre moléculas diatómicas (O2, N2 y NO) y monocapas SnC decoradas con metales de transición (Au, Ag, Cu) y monocapas SnC prístinas usando cálculos a primeros principios por medio del código SIESTA. Las mayores energías de adsorción se obtienen para el caso de Cu-2DSnC con NO. En el caso de O2 adsorbida en Au-2DSnC encontramos una disociación de la molécula. La densidad de estados, las distancias de enlace y la función trabajo, también son analizadas en este trabajo.

Análisis de comportamiento transitorio de Voc en celdas solares basadas en perovskita de doble y triple catión

En este trabajo, se hace un estudio del decaimiento de voltaje de circuito abierto (OCVD) con la finalidad de obtener la resistencia a la recombinación de los portadores de carga móvil y la migración iónica en celdas solares a base de perovskita de triple catión; FA+, MA+, Cs+ e I- Los dispositivos se fabricaron con la estructura: Vidrio/FTO/c-TiO2/m-TiO2/(FAPbI3)1-x(MAPbBr3)x(CsI2)0.05/spiro-OMetad/Gold. La espectroscopia de impedancia de resistencia (IES) se compara con el análisis de decaimiento de Voc en función del tiempo. Adicionalmente, se desarrolló el modelado del circuito equivalente realizado en Ngspice ajustando los valores de capacitancia y resistencia para ajustar las curvas de decaimiento de Voc experimentales con las del circuito equivalente. El objetivo de este estudio es asociar la migración iónica de perovskita con el tiempo característico de Voc y el transporte de carga en celdas solares basadas en perovskita de doble y triple catión. Por lo tanto, se realizó un análisis del comportamiento transitorio de la tensión en circuito abierto mediante la medición del fotovoltaje en función del tiempo. En donde se realiza un ajuste exponencial a la curva asimétrica en el decaimiento del voltaje de circuito abierto.

Propiedades magnéticas de monocapas de Pd sobre Au(110)

En este trabajo estudiamos los efectos de la relajación de la superficie de monocapas de Pd/Au(110) sobre las propiedades estructurales, electrónicas y magnéticas. Los cálculos fueron realizados en el marco de la Teoría de funcionales de Densidad (DFT) usando el formalismo de Ondas Planas Aumentadas Linealizadas con Potencial Completo (FP-LAPW) implementado en el código WIEN2k, con la Aproximación de Densidad Local (LDA) para la energía de intercambio correlación. En el caso de la monocapa y bicapa, se encontró que la fuerte hibridación entre Pd-Au define las características de los estados de superficie y no presenta actividad magnética. Para el caso de tres y cuatro monocapas hay una transición, presentando actividad magnética en la superficie. Los resultados son discutidos en relación con los efectos de la tensión y la hibridación monocapa-sustrato sobre la estructura electrónica de las capas superficiales.

Propiedades electrónicas y mecánicas de nanoalambres de Ge [110] con Li sustitucional

Palabras clave: nanoalambres de Ge, baterías de Li, Propiedades electrónicas, Teoría del funcional de la densidad, propiedades mecánicas. La creciente demanda de energía, ha motivado el estudio de materiales para desarrollar baterías recargables de litio (Li) con un mejor desempeño en comparación con las baterías actuales. El Ge es un semiconductor que puede usarse como material anódico con una capacidad de almacenamiento superior al de las baterías actuales. Este material cuenta con una mayor difusividad del litio, mejor conductividad eléctrica y también una mejor resistencia a la oxidación comparado con el Si. En este trabajo se estudian las propiedades electrónicas de dos nanoalambres de germanio (Ge) pasivados con hidrógeno (H), crecidos en la dirección cristalográfica [110], donde algunos átomos de H se sustituyen por Li. El estudio se desarrolla usando la teoría del funcional de densidad (DFT) en la aproximación de la densidad local (LDA) integrado en el código SIESTA. Los resultados indican que la brecha de energía y la energía de formación disminuyen como función del número de litios. Para el primer diámetro estudiado, la energía de enlace presenta un comportamiento casi independiente de la concentración de litio, en contraste, el segundo diámetro estudiado presenta este comportamiento para concentraciones mayores a 8 Li por celda unitaria. Finalmente, el módulo de Young presenta un comportamiento casi constante como función de la concentración de Li, para ambos diámetros estudiados. Los resultados obtenidos en el estudio de estos nanoalambres, ayudan a comprender como se modifica la estructura con la inserción de Li en la superficie y abre la posibilidad de incorporarlos como materiales anódicos en baterías recargables.

Efecto del Li y Na en las propiedades electrónicas de nanoalambres de Ge [110]

Las baterías recargables se pueden incorporar a las fuentes alternas de energía para reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO2) por el uso de combustibles fósiles. El diseño de materiales en la nanoescala permite controlar en buena medida las propiedades electrónicas de nanomateriales, lo que permite desarrollar baterías más eficientes, seguras y con una vida útil más. En este trabajo, se investigan las propiedades electrónicas de nanoalambres de germanio (Ge) pasivados con hidrógeno (H) con diferentes diámetros, crecidos en la dirección cristalográfica [110]. Los cálculos se realizaron usando la teoría del funcional de la densidad en la aproximación de la densidad local incorporadas en el código siesta. El modelo consiste en insertar, en las posiciones Td de la estructura, átomos de litio (Li) ó sodio (Na) en diferentes concentraciones. Los resultados muestran que la posición y secuencia en la inserción de átomos de Li ó Na en el nanoalambre, determina fuertemente un comportamiento metálico o semiconductor. Por otro lado, la energía de formación indica que el sistema pierde estabilidad energético como función de la concentración de Li ó Na. Estos resultados abren la posibilidad de controlar las propiedades electrónicas de los nanoalamabres y su posible incorporación en baterías recargables como materiales anódicos.

Transporte eléctrico y termoelectricidad en barreras electrostáticas de fosforeno

Una alternativa para lograr la producción de energías renovables son los sistemas termoeléctricos, que convierten de manera directa energía térmica en electricidad y viceversa. En la actualidad, se han observado mejoras en las propiedades termoeléctricas como el coeficiente Seebeck, factor de termopotencia y figura de mérito de los materiales al disminuir sus dimensiones, tal es el caso de los materiales bidimensionales. Particularmente el fosforeno es un material 2D que desde su descubrimiento en el año 2014, resulta de gran interés debido a sus propiedades ópticas, electrónicas y térmicas, y a que posee un ancho de banda prohibida que abarca un amplio rango de aplicaciones en dispositivos como fotodetectores, transistores de efecto de campo y termoeléctricos. En el presente trabajo, se realiza la formación de barreras de potencial electrostáticas a lo largo de la capa de fosofero, esto mediante la colocación de electrodos de manera periódica a lo largo de la sabana, a través de los cuales se aplica de manera perpendicular a la capa un campo eléctrico. Utilizando el método de matriz híbrida se estudian las propiedades de transporte de los electrones que se mueven sobre la sabana de fosforeno en dirección armchair y zigzag. Así como el coeficiente Seebeck y factor de termopotencia a bajas temperaturas. Se encuentra como la transmitancia y conductancia eléctrica son anisótropas para los portadores moviéndose a lo largo de las direcciones armchair y zigzag, se presentan además los parámetros óptimos del sistema en energía, vector de onda, ancho de barrera y alto de barrera, que nos dan los mejores valores para el coeficiente Seebeck y el factor de termopotencia del sistema.

Estructura electrónica y magnetismo de cadenas de oxalatos de metales de transición

Los compuestos cuasi-unidimensionales (Q1D) son considerados como nanomateriales prometedores para dispositivos cuánticos. Los oxalatos de metales de transición (MOx) son compuestos Q1D formados de cationes metálicos unidos por aniones oxalato en cadenas que están enlazadas por puentes de hidrógeno. Los sistemas de MOx son interesantes debido a sus fascinantes propiedades magnéticas como son el débil ferromagnetismo y el metamagnetismo. A pesar de que existe una cantidad considerable de información sobre sus propiedades estructurales y térmicas, la estructura electrónica y el magnetismo han sido menos estudiadas. Además, la débil interacción de los enlaces de hidrógeno entre las cadenas abre la posibilidad de aislar una sola cadena desde el sistema tridimensional (3D). Así, para evaluar la posibilidad de obtener cadenas de MOx, la pregunta que surge es ¿cuál es la energía de exfoliación de una cadena obtenida a partir del cristal 3D? Por ello, hemos realizado cálculos ab initio de la energía de exfoliación, estructura electrónica y propiedades magnéticas para cadenas de MOx (M=Fe, Co, Ni). Encontramos que la energía de exfoliación de una cadena se encuentra en el rango de 55-85 meV/Å2, demostrando la factibilidad de obtener cadenas desde el cristal 3D de los sistemas bajo estudio. Adicionalmente, los resultados de las propiedades electrónicas y magnéticas muestran una correlación entre el llenado de los orbitales d y los efectos de corrección de gradiente sobre las propiedades de estado base. En particular, encontramos que las configuraciones ferromagnética y antiferromagnética en las cadenas de FeOx y CoOx son estados cuasidegenerados, indicando que estos sistemas son candidatos a exhibir un comportamiento de líquido de espín cuántico. El autor L.F.G. agradece el apoyo otorgado por el CONACyT a través de una beca para estudios de posgrado. Este trabajo fue apoyado por el CONACyT a través del proyecto No. 288344, y por el clúster híbrido de supercómputo “Xiuhcoatl”

Análisis del comportamiento térmico y estudio de las propiedades estructurales del ácido carmínico incrustado en una matriz de xerogel de sílice

La grana cochinilla es un insecto pequeño que vive como huésped del nopal, alimentándose de la savia de la penca; que parasita en los cladodios o pencas del cacto nopal. Estos insectos producen ácido carmínico siendo muy ricos en colorante, alcanzando las hembras adultas hasta el 21% de producto en su peso seco. Y la cochinilla mexicana tiene > 95% de ácido carmínico con pequeñas cantidades de otros componentes en equilibrio entre sí y con el ácido carmínico en solución acuosa. Aunque la mayoría de los usos del ácido carmínico se basan en sus propiedades cromáticas y foto-actividad, recientemente se han propuesto algunas aplicaciones novedosas basadas en su estructura y propiedades electrónicas. Además, el estudio de compuestos orgánicos es de interés por la gran tendencia que se muestra al ser utilizados en aplicaciones en las tecnologías emergentes. En este trabajo se muestran resultados de los estudios realizados a las propiedades ópticas, estructurales, térmicas y de fluorescencia (RX, FT-IR, SEM) después de la estabilización del ácido carmínico al incorporarse a una matriz de sílice utilizando el método de sol-gel considerando muestras con diferentes pH´s. La caracterización del material compuesto realizada en espectroscopía FT-IR y fluorescencia, muestra que el ácido carmínico permanece embebido en la matriz de sílice después de ser para pH bajos y altos a temperatura ambiente. Por otro lado, en la caracterización de SEM se encontró que el ácido carmínico induce cambios estructurales sobre la sílice, obteniendo aumento de porosidades al ir aumentando el pH.

Emisión de fluorescencia y comportamiento óptico de un compuesto de ácido carmínico a base de sílice obtenido del sol gel método

El ácido carmínico es un colorante natural obtenido en México a partir de cochinillas de nopal, secadas y molidas. El uso más común que se le ha dado es como colorante, sin embargo sus aplicaciones se han dirigido a la industria farmacéutica, tecnológica y aplicaciones optoelectrónicas. El ácido carmínico es débilmente fluorescente cuando se disuelve en una solución acuosa, y su respuesta dinámica podría complicarse cuando interactúa con algunos entornos específicos. Sin embargo, la respuesta óptica y la emisión de fluorescencia se pueden ajustar añadiendo componentes orgánicos e inorgánicos. Por lo tanto, el ácido carmínico en un candidato para aplicaciones como etiquetas y sondas fluorescentes para detectar iones metálicos y algunas interacciones biomoleculares. Sin embargo, un mayor desarrollo de sondas fluorescentes que utilizan ácido carmínico requiere prevenir su degradación en diversas condiciones ambientales. En este trabajo se investigó la fluorescencia y las propiedades ópticas del ácido carmínico luego de incrustarlo en una matriz de sílice. La interacción del ácido carmínico con la matriz de sílice cambia sus propiedades ópticas y aumenta la emisión de fluorescencia si modificamos su concentración y pH.

Dependencia angular en superredes de grafeno: el caso de sustratos de ruptura de simetría

Las superredes en general son sistemas muy atractivos para investigar propiedades físicas y en materiales bidimensionales como el grafeno no es la excepción. Estos sistemas son muy estudiados por sus propiedades peculiares y sus posibles aplicaciones tecnológicas. Sin embargo, a pesar de las intensas investigaciones hasta el momento no se cuenta con el estudio acerca de la dependencia angular de la probabilidad de transmisión usando sustratos de ruptura de simetría para generar las superredes. En este trabajo calculamos la dependencia angular en esta clase de sistemas, reportando el cambio de la transmitancia como función del ángulo de los electrones masivos incidentes. Nuestros resultados muestran que la dependencia angular de la transmisión tiene un comportamiento exponencial tanto para las brechas prohibidas como para las minibandas de energía en todo el rango de energía estudiado. Además, se tiene una transmisión perfecta a incidencia normal en gaps y minibandas de transmisión. Estas características abren la posibilidad de tener dispositivos electrónicos basados en una ingeniería de brechas prohibidas con dependencia angular en grafeno usando sustratos nanoestructurados.

A Minimal Tight-Binding Model for Phosphorene

In this work, we have performed a theoretical study of the electronic bands of phosphorene by constructing an analytical tight-binding model based on the Slater and Koster parametrization and comparing our results with the bands presented in the literature obtained from density functional theory (DFT) calculation. To this end, we design a basis containing a minimum set of four hybrid orbitals corresponding to the four atoms in the primitive lattice of phosphorene. Surprisingly, a minimal basis consisting of a combination of solely $p_{y}$ and $p_{z}$ orbitals, suffices to reproduce the main features of the band structure at low energies predicted by DFT calculations. Namely, the band asymmetry around the $ \Gamma$ point with a bandgap of $2.19$ eV, and the anisotropic shape of the bands around the $\rm S$ point. Furthermore, it is shown by the L\"owding transformation method that the addition in the model of the other atomic orbitals of phosphorus does not introduce a significant change in the main characteristics of the lower bands. The latter validates the robustness of our low-energy Hamiltonian for phosphorene.

Simulación computacional de las ecuaciones de razón de Einstein para vidrios de $Zn_3(PO_4)_2$ co-dopados con $Er^{3+}−Yb^{3+}$

Existe un escalamiento constante en la demanda de la capacidad de transmisión de información, es decir, cada vez más personas envían más señales de datos, voz, vídeo, entre otras, a través de las redes de comunicaciones, por lo que se debe cubrir dicha demanda. Debido a lo anterior, existe un gran interés para el mejoramiento de los dispositivos de la red, como los amplificadores ópticos, que deben cubrir un gran ancho de banda y generar una mayor ganancia que los disponibles actualmente, los cuales son diseñados en su mayoría por silicatos. Por tal razón en este proyecto se comprueba mediante una simulación computacional que los vidrios de $Zn_3(PO_4)_2$ co-dopados con $Er^{3+}−Yb^{3+}$ son candidatos óptimos como amplificadores de señal. Así mismo se sabe que para un amplificador de fibra óptica dopada con Er (EDFA, Erbium-Doped Fiber Amplifier) se requiere alta concentración de iones Erbio ( $Er^{3+}$). Sin embargo, una alta concentración de $Er^{3+}$ reducirá el espaciamiento entre los iones, debido a que la superposición entre las nubes de electrones se vuelve severa, lo que causa la transferencia de energía entre los iones $Er^{3+}$, aumentando la absorción del estado excitado. El agrupamiento reduce en gran medida la eficiencia de la excitación externa (bomba) y degrada el rendimiento a la ganancia.Afortunadamente, el elemento Iterbio, como sensibilizador, presenta una mejor superposición entre el espectro de emisión del $Yb^{3+}$ y el espectro de absorción del $Er^{3+}$, este proceso se logra comprobar aumentando el dopaje del ion Erbio se observa como la ganancia del amplificador disminuye, contrario al ion Iterbio que al aumentar el dopaje la ganancia del amplificador aumenta. Se concluye que la máxima ganancia del amplificador dependerá de la correcta selección de parámetros de diseño

Estudio de las propiedades de transmisión y transporte en estructuras complejas de siliceno

Se busca llevar a cabo el estudio teórico de las propiedades de transmisión y transporte en materiales 2D, particularmente, en estructuras complejas tipo Cantor basadas en siliceno. Dentro de este contexto, se aplica una modulación aperiódica en las regiones de barreras por medio de tiras ferromagnéticas, donde además la estructura de bandas del siliceno se ve modificada por un efecto externo como el campo eléctrico. Nuestra metodología se basa en aplicar el método de la matriz de transferencia y el formalismo de Landauer- Büttiker para calcular numéricamente la probabilidad de transmisión, conductancia, polarización de valles y espines así como la magnetoresitencia. En este sentido, analizamos bajo que condiciones se presentan estados de polarización de valles-espines bien definidos al variar los parámetros estructurales relacionados con la construcción del sistema como la generación, alto de la barrera y longitud del sistema. Asimismo, abordamos diferentes configuraciones de magnetización a lo largo de la estructura compleja con la finalidad de averiguar que tipo de configuración proporciona mejores valores en el caso de la magnetoresistencia.

Efectos termoeléctricos en estructuras complejas de grafeno: electrones masivos y no masivos

Este trabajo tiene como objetivo estudiar la escalabilidad de las propiedades termoeléctricas y de transporte en estructuras complejas de grafeno. Las estructuras están basadas en sustratos nanoestructurados que generan regiones masivas y no masivas debido a la ruptura de la simetría de las subredes. Los portadores de carga en este tipo de sistema de baja dimensión son descritos por un hamiltoniano tipo Dirac. Este hamiltoniano implica el carácter masivo de las partículas. La distribución auto-similar de barreras y pozos está dada por las reglas que dan origen al conjunto de Cantor. Utilizamos el método de la matriz de transferencia, el formalismo de Landauer-Büttiker y la fórmula de Cluter-Mott para calcular la transmisión, la conductancia y el coeficiente de Seebeck, respectivamente. Hemos propuesto ecuaciones de escala que a la vez se convierten en una herramienta útil para reproducir aproximadamente los espectros auto-similares a diferentes escalas. En este contexto, se aplica una derivación numérica y analítica para la conductancia y el coeficiente de Seebeck, respectivamente. Además, se presenta una ecuación de escala general para cada propiedad física estudiada. Finalmente, podemos afirmar que las estructuras complejas formadas por la conjunción de regiones masivas y no masivas para la propagación de portadores de carga son cruciales para tener una propiedad no convencional, en materiales 2D, como la auto-similitud, que se refleja de alguna manera en la conductancia y en el coeficiente de Seebeck.

Nanobarras de hematita a partir de la planta $Aloe$ $Ciliaris$

Se presenta la obtención de nanobarras de hematita a partir de la planta de sábila “Aloe ciliaris” mediante un método de biosíntesis con un proceso térmico de 2 horas a 60ºC. Las nanobarras se obsrvarón mediante TEM y la presencia de la fase hemtita se identificó mediante HRTEM y EDS.

Simulación del efecto de la presión sobre la solución sólida $W_1-xTa_xB_3$: propiedades mecánicas, electrónicas y termodinámicas

En el presente trabajo se proporcionan los resultados de cálculos DFT del efecto que tiene ejercer presión hidrostática externa, desde 0 GPa hasta 60 GPa, sobre las propiedades mecánicas, electrónicas y termodinámicas de la solución sólida del sistema W1-xTaxB3 con (x = 0.00, 0.25, 0.50, 0.75 y 1.00). Primeramente, la entalpia de formación sugiere como condición de síntesis de los compuestos presiones superiores a los 10 GPa. Las propiedades mecánicas se obtuvieron a través del computo de los valores para las constantes elásticas (Cij). Las propiedades electrónicas se obtuvieron mediante el calculo de la densidad de estados (DOS). Finalmente, las propiedades termodinámicas se obtuvieron a partir del calculo de la temperatura de Debye (θ_D) del sistema W1-xTaxB3 bajo la aproximación cuasi harmónica, obteniendo una descripción del comportamiento de la energía libre de Gibbs, capacidad calorífica y entalpia como función de la presión y temperatura.

Behavioral analysis of Schottky barriers for bidimensional transition metal dichalcogenides as semiconductor

Layered structures of two-dimensional materials have attracted much attention due to their extraordinary properties such as the high surface-to-volume ratio, tunable electronic/optical properties, comparatively high electron mobility, liquid media stability, and easy integration in heterostructure junction devices. When a metal-semiconductor (MS) heterojunction occurs a potential energy barrier is formed (Schottky-barrier) for electrons at an MS junction. One of the most interesting properties that result from the union between these two different types of materials is the height of the potential barrier (SBH) which controls the electronic transport through the interface due to the fact that SBH is given by the mismatch among the energy levels on de contact surface of semiconductors balance band and the Fermi energy of the metal. The dependence of the SBH on the atomic structure of the MS interface makes complex to achieve desired SBH this is why effective techniques for semiconductors are still lacking. Therefore In this work, we analyze the electronic behavior of the Schottky barriers formed in the junction of metal and a TMD as semiconductor, the changes in the height of the barriers affected by the current-voltage and the non-linear relation between the electrical current flowing across MS junction against the applied bias voltage. Because the electric activity across the interface relies on SBH , knowing the behavior of the Schottky-barrier in different scenarios will help to control the SBH of the barrier in metal-semiconductor interfaces allowing us the ability to establish thresholds that enable discrimination of currents that cross the barrier.

Estudio del efecto sobre las oscilaciones Aharonov-Bohm al cambiar la forma interna de un anillo cuántico 2D de GaAs

Se analiza el efecto de la forma del borde interior del hueco central para un anillo cuántico 2D. En particular, investigamos el espectro de energía para un solo electrón cuando se aplica un campo magnético externo perpendicular al plano $x$-$y$ de la heteroestructura. El sistema se resuelve dentro de la aproximación de masa efectiva de la ecuación de Schrödinger con un método de elementos finitos. La forma del agujero central está definida por una curva cerrada generada por la ecuación de una superelipse. Aquí consideramos las siguientes cuatro morfologías para el borde interior del hueco: un círculo perfecto, un cuadrado, un astroide y un rombo. Estas geometrías nos permitieron estudiar el papel primordial de la concavidad del contorno del orificio central en la localización de la carga y, finalmente, en las oscilaciones de Aharonov-Bohm resultantes. También calculamos los niveles de energía más bajos en función del parámetro de forma $n$ y en función de la intensidad del campo magnético $B$. Nuestros resultados revelan que la morfología que presenta el orificio central de un anillo nanoscópico tiene un fuerte efecto sobre la ubicación de la carga a lo largo de la estructura y, por lo tanto, sobre las oscilaciones de energía de Aharonov-Bohm. Los casos que estudiamos tienen una simetría C4, por lo que el espectro de energía exhibe una estructura en trenzas de cuatro niveles, similar al espectro de estructura tipo molecular, y el ancho del espacio que aparece entre trenzas está relacionado con el grado de concavidad del contorno central del anillo.

Cálculos ab initio de las propiedades estructurales, elásticas y electrónicas del sistema superconductor Nb3Sn: bajo presión

Se han realizado cálculos de Ab Initio en el compuesto superconductor Nb3Sn desde 0 a 50 GPa de presión, para obtener sus propiedades elásticas utilizando CASTEP [1, 2]. La interacción entre el electrón de valencia y el electrón del núcleo se simuló bajo el enfoque pseudopotencial y el enfoque de ondas planas (PP-PW91), bajo la aproximación del gradiente generalizado (GGA) [3]. Hemos derivado el módulo de Bulk, el módulo de Young, el módulo de corte, las relaciones de Poisson, las anisotropías elásticas, los fonones y la densidad de estados electrónicos, además de la temperatura de Debye. [1] M.D. Segall, P.J.D. Lindan, M.J. Probert, C.J. Pickard, P.J. Hasnip, S.J. Clark, M.C. Payne, J. Phys.Condens. Matter 14 (2002) 2717. [2] W. Kohn, L.J. Sham, Phys. Rev. A 140 (1965) 1133. [3] M.C. Payne, M.P. Teter, D.C. Allan, T.A. Arias, J.D.J. Joannopoulos, Rev. Mod. Phys. 64 (1992) 1045.

Análisis de la convergencia de un esquema en diferencias finitas de orden superior para un problema de Stefan unidimensional de dos fases

Los problemas de Stefan modelan aplicaciones significativas en varios campos de las Ciencias y la Ingeniería, en particular en el estudio de los materiales de cambio de fase (PCM). El presente trabajo aborda la convergencia de un nuevo esquema en diferencias finitas de seguimiento frontal y con malla variable para un problema de Stefan unidimensional de dos fases. Se establece una condición suficiente para la convergencia del esquema a partir del examen del error discretizado en las fases e interfase. Se incluyen ejemplos numéricos que ilustran el comportamiento del esquema bajo el efecto de la condición formulada.

Unitaridad y Simetría de la Matriz de Dispersión Multicomponente SM en el Transporte Cuántico de Huecos en Sistemas Q2D

En este presente trabajo nos enfocamos en el estudio del problema de transporte cuántico sincrónico de huecos en sistemas físicos Q2D multibanda-multicanal. Extendemos el modelo de Kohn Lüttinger al caso (NxN) componentes que interactúan (con N ≥2) en el marco de la aproximación de la función envolvente (EFA) y se recuperan las propiedades unitarias estándar de la matriz de dispersión SM (N =1), aspecto que es fundamental para garantizar la preservación del flujo en sistemas multicomponente-multibanda. Las funciones propias correspondientes se ortonormalizan tanto en el espacio de configuración como en el espacio espinorial. Consideramos que el enfoque actual es aplicable tal cual como lo proponemos con algunas transformaciones menores en caso de requerirse, para diferentes tipos de sistemas físicos multibanda-multicomponente de portadores acoplados de carga-espín dentro de EFA.

Cinética de transformación de fase en tratamiento térmico intercrítico de aceros al carbono de baja aleación 15B24Mod y 4140 para aplicaciones automotrices

La industria automotriz requiere materiales cada vez más resistentes para optimizar el peso de las estructuras, una vía para lograr la combinación de resistencia y ductilidad necesarias es el tratamiento térmico de aceros al carbono. El presente trabajo describe un tratamiento térmico intercrítico para aceros 15B24Mod y 4140. Se realizaron simulaciones termodinámicas y cinéticas de reaustenitización y temple para estudiar el fenómeno de enriquecimiento de carbono en la austenita durante el calentamiento, calcular el porcentaje de transformación de fase durante el temple y estimar las propiedades mecánicas resultantes. Además, se realizaron experimentos físicos de temple intercrítico con distintos tiempos de permanencia para evaluar la influencia del tiempo de austenitización en la distribución espacial de las fases y posteriormente en su comportamiento mecánico. Se realizó un estudio fractográfico cualitativo en la superficie de fractura de los especímenes de ensayo de tensión para evaluar su apariencia macroscópica. Para el acero 15B24Mod con tratamiento térmico intercrítico a 800°C por 90 minutos se obtuvieron propiedades mecánicas de 1509.9 MPa de UTS y 12 % de elongación en 2”, lo cual es cercano al cálculo de la simulación y similar a los actuales aceros avanzados de alta resistencia de tercera generación.

Reducción del hamiltoniano quiral de la bicapa de grafeno rotada en una matriz 2x2 y origen físico de las bandas planas a los ángulos mágicos

The chiral Hamiltonian for twisted graphene bilayers is written as a 2 x2 matrix operator by a renormalization of the Hamiltonian that takes into account the particle-hole symmetry. This results in an effective Hamiltonian written in terms of Pauli matrices with three contributions: a kinetic term, a confinement potential and a non-Abelian gauge field. The action of the proposed renormalization maps zero-modes at-bands into ground states. On each graphene layer, modes near zero energy have an antibonding nature in a triangular lattice. This leads to a phase-frustration effect associated with massive degeneration, and makes at-bands modes similar to confined modes observed in other bipartite lattices. At magic angles, it is shown that the intralayer frustration is exactly zero. Surprisingly, the proposed Hamiltonian renormalization suggests that at-bands at magic angles are akin to floppy-modes bands in flexible crystals or glasses, making an unexpected connection between Phillips's rigidity topological theory and twisted two-dimensional superconductor systems.

Cálculo de las Constantes Ópticas del Cobre Basada en el Paquete FEFF 9: Una Actualización de Resultados Previos

El paquete de software FEFF se basa en una teoría de primeros principios de la teoría de la dispersión utilizando la de Green en el espacio real (RSGF por sus siglas en inglés) para calcular la estructura fina en la absorción de rayos X (XAFS), y la amplitud de dispersión frontal (FSA). Se describe un procedimiento para estimar estas cantidades para un material cristalino por medio de la versión 9 del paquete FEFF, aplicado al cobre cristalino metálico como ejemplo. A partir de éstas se obtiene una constante dieléctrica compleja, a partir de la cual se derivan otras constantes ópticas. Se comparan los resultados con valores tomados de la literatura. Se encuentra que estos concuerdan en la región de los rayos X, pero para fotones correspondientes al rango ultravioleta (debajo de los 120 eV) el acuerdo es sólo cualitativo.

SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE PEROVSKITAS INORGÁNICAS SIMPLES CON FORMULA ABX3; DONDE A=La, Nd, Pr e Y, B=Fe

Los óxidos perovskita con fórmula ABX3 son compuestos con gran relevancia dentro de la comunidad científica, principalmente en estado sólido, debido al gran número de aplicaciones y al hecho, de que al cambiar de micro-escala a nano-escala este tipo de compuestos, presentan nuevas propiedades, que son objeto de estudio. Las perovskitas inorgánicas simples están compuestas estequiométricamente por cationes en el sitio A y B y X es un anión, generalmente Oxígeno. Entre sus aplicaciones están: catálisis, celdas de combustible sólido, catalizadores efectivos para la oxidación total de COV (compuestos orgánicos volátiles) piezo-ferro-electricidad, separadores de gas, cátodos en pilas de combustible de óxido sólido, aplicaciones de monitoreo ambiental, materiales magnéticos, superconducción, entre otras. Idealmente, las perovskitas simples presentan estructura cristalográfica cúbica; sin embargo, al cambiar los cationes surge distorsión estructural lo que ocasiona que la estructura cristalográfica cambie a ortorrómbica o tetragonal. En el presente trabajo, se realiza la síntesis de las perovskitas simples NdFeO3, YFeO3, LaFeO3 y PrFeO3 con la finalidad de estudiar sus propiedades morfológicas, estructurales, magnéticas y químicas. Se presentan los resultados preliminares de la caracterización química y magnética.

ESTUDIO DEL EFECTO DEL DOPAJE CON ESTAÑO Y CLORO, EN LA PEROVSKITA HÍBRIDA $CH_3NH_3PbI_3$

Las perovskitas híbridas han sido estudiadas en los últimos años por su potencial aplicación en celdas solares de cuarta generación. Con la utilización de estos compuestos en dispositivos fotovoltaicos, se han logrado eficiencias mayores a 23 %. Estos compuestos, de fórmula general $ABX_3$, donde usualmente $A=$ metilamonio, $B = Pb$, y $X = I$, presentan, sin embargo, alta inestabilidad química en condiciones de operación normales, específicamente a la luz UV y a la humedad ambiental. Uno de los objetivos del presente estudio es mejorar la estabilidad de la perovskita híbrida $CH_3NH_3PbI_3$ (MAPI), mediante el dopaje. En este trabajo se obtuvieron películas delgadas de MAPI, dopada con cloro en los sitios de yodo, y estaño en los sitios de plomo. El depósito de las películas se realizó en un solo paso sobre sustratos de vidrio atacado químicamente. Las películas delgadas fueron caracterizadas mediante difracción de rayos X, Microscopía electrónica de barrido y espectrometría UV-Vis. Para un dopaje del 10 %, se obtuvo una estructura tetragonal, y se determinó una trasnmitancia del 30%. El ancho de banda prohibida calculado para el compuesto obtenido es de 1.56 $eV$, valor que no difiere mucho del calculado para el compuesto base sin dopaje. La estabilidad química se mejoró notablemente como lo muestra el monitoreo realizado durante varias semanas, mediante DRX.

El efecto termo-óptico del nitruro de galio

Mediante un sistema de epitaxia de haces moleculares (MBE, por sus siglas en inglés) se han logrado preparar películas delgadas de nitruro de galio (GaN) con propiedades fisicoquímicas muy interesantes. El GaN es el semiconductor base de los LEDs que han revolucionado la tecnología de iluminación moderna de alto rendimiento y bajo consumo de energía. En este trabajo [1] se ha observado un efecto termo-óptico que no había sido reportado en GaN con estructura cristalográfica cúbica: un haz de luz ultravioleta (UV de 285 nm) interrumpido periódicamente (a 527 Hz) genera ondas térmicas detectables en la zona espectral en que el GaN es transparente. Este efecto fue medido en películas de GaN con espesor de 324 nm, depositadas sobre un substrato de arsenuro de galio (GaAs). El efecto termo-óptico se observó mediante experimentos de fotorreflectancia, cuya modulación fue efectuada por el haz de luz ultravioleta mencionado. Los espectros de fotorreflectancia presentan oscilaciones debidas a interferencias producidas por el reflejo de la superficie libre del GaN sumado al reflejo de la interface GaN/GaAs. Estas interferencias pueden ser simuladas suponiendo que la luz UV de modulación produce ondas térmicas que se propagan por el GaN y que cambian su índice de refracción. Dicho cambio tiene dependencia espectral, y se obtuvo como parámetro de ajuste en los procesos de simulación. [1] Zendejas-Leal, B.E., Casallas-Moreno, Y.L., Yee-Rendón, C.M., González-Pedreros, G.I., Santoyo-Salazar, J., Aguilar-Hernández, J.R., Vázquez-López, C., Gallardo-Hernández, S., Huerta-Ruelas, J., and López-López, M. (2020) Interference and electro-optical effects in cubic GaN/GaAs heterostructures prepared by molecular beam epitaxy. J. Appl. Phys. 128, pp125706-1 a la 125706-7.

Localización de excitones por patrones de moiré en heteroestructuras bidimensionales de dicalcogenuros de metales de transición

Se presenta un estudio teórico del espectro de energía y propiedades optoelectrónicas de excitones en heterobicapas de dicalcogenuros de metales de transición. Las heteroestructuras de estos materiales exhiben la formación de patrones de moiré que modulan la estructura electrónica a lo largo del plano. En ciertos pares de materiales, esta modulación actúa como un perfil de potencial con pozos capaces de localizar a los excitones intercapa. Explotando la separación de escalas asociada al movimiento relativo y al movimiento del centro de masa se resolvió numéricamente el sistema electrón-hueco en interacción localizado por un potencial trigonal. Se presenta el espectro de energía de excitones localizados para distintos pares de materiales y se clasifican de acuerdo de acuerdo a las representaciones irreducibles del grupo $C_{3v}$ del potencial. Se obtuvieron reglas de selección para el acoplamiento entre estados mediante una perturbación que se transforma de acuerdo a una de las representaciones del grupo. Se encontró que la respuesta óptica de los excitones intercapa localizados por el potencial de moiré es dominada por los estados de la representación irreducible doblemente degenerada $E$. Se presenta una estimación del espectro de absorción debido a estos estados.

Transporte térmico en cintas atómicas ternarias con estructura de sal de roca

Para lograr una mejor eficiencia en los efectos termoeléctricos es necesario diseñar materiales que cuenten con una baja conductividad térmica [1]. En el régimen de bajas temperaturas, es bien sabido que el transporte de calor es mayoritariamente debido a los fonones acústicos. En este trabajo se presenta una posible vía para suprimir la contribución de las bandas fonónicas acústicas a la conductividad térmica utilizando cintas triatómicas con una estructura de sal de roca. Calculamos el transporte térmico usando la fórmula térmica de Kubo-Greenwood [2] y el potencial Born [3]. Así mismo, se realizamos un estudio comparativo de las propiedades de transporte de cintas triatómicas periódicas y cuasiperiodicas. Nuestros resultados señalan la posibilidad de disminuir las propiedades de transporte térmico mediante el uso de cintas nanoestructuradas con un orden cuasi periódico [4]. [1] A. Ishida, H. T. X. Thao, H. Yamoto, Y. Kinoshita, and M. Ishikiriyama, Thermoelectric conversion efficiency in IV-VI semiconductors with reduced thermal conductivity, AIP Advances 5, 107135 (2015). [2] J. K. Flicker and P. L. Leath, Lattice thermal conductivity in high-concentration mixed crystals, Phys. Rev. B 7, 2296-2305 (1973). [3] P. Alfaro, R. Cisneros, M. Bizarro, M. Cruz-Irisson, and C. Wang, Raman scattering by confined optical phonons in Si and Ge nanostructures, Nanoscale 3, 1246-1251 (2011). [4] J. E. González, V. Sánchez and C. Wang, Improving thermoelectric properties of nanowires through inhomogeneity, J. Electron. Mater. 46, 2724-2736 (2017).

Estudio computacional de microbalanzas de cristal de cuarzo de alta frecuencia

La microbalanza de cristal de cuarzo (QCM) ha sido ampliamente usada en diversos campos como la ingeniería, química analítica, ciencias biomédicas y de superficies, dada su facilidad de uso, bajo costo y alta sensibilidad. Una de sus aplicaciones es el sensado de compuestos orgánicos volátiles (VOCs), donde su electrodo tiene depositada una película polimérica parcialmente sensible al analito de interés. Se ha demostrado que al incrementar la frecuencia de resonancia de las QCMs se adquiere una mayor sensibilidad a los VOCs. De igual manera, se han llevado a cabo análisis de su sensibilidad de masa de manera experimental y mediante el método del elemento finito (FEM), pero solo en frecuencias de resonancia que van de los 5 a los 11 MHz. Estos estudios han demostrado que la sensibilidad de masa depende del diámetro de los electrodos y que ésta es mayor en los electrodos. La distribución de la sensibilidad de masa tiene una forma Gaussiana, donde el máximo pico corresponde al centro del electrodo y se determina a partir de la amplitud de desplazamiento que sufren las partículas de un material piezoeléctrico en su frecuencia de resonancia fundamental. En este trabajo se realizó la implementación computacional mediante COMSOL Multyphysics de QCMs de 12, 20 y 30 MHz con base en sus dimensiones experimentales. El análisis de su impedancia, amplitud de desplazamiento y el comportamiento del potencial eléctrico fue estudiado para determinar su comportamiento cuando se varia el diámetro del electrodo de la QCM.

Propiedades estructurales y magnéticas del Fe-Bi2Te3

En los últimos años se ha estudiado un nuevo estado cuántico de la materia, los aislantes topológicos, caracterizado por presentar conductividad en la superficie mientras que en el bulto son aislantes. Algunas aleaciones binarias muestran este tipo de comportamiento topológico no trivial, como el Bi2Se3, Bi2Te3 y el Sb2Te3. Además, las propiedades físicas de estos compuestos se pueden modular al introducir diversos metales (dopante) en la estructura cristalina, en algunos casos se ha observado superconductividad, magnetismo o cambios en el tipo de portadores de carga. El Bi2Te3 cristaliza en una estructura romboedral con grupo espacial R-3m (No. 166), el dopante puede introducirse en sitios intersticiales dentro de la estructura o bien puede sustituir al Bi. En este trabajo se llevó a cabo la síntesis, caracterización estructural y magnética del FexBi2Te3 donde x = 0.0, 0.1 y 0.2. La síntesis se llevó a cabo por el método de estado sólido en atmósfera inerte. La caracterización estructural se efectuó mediante difracción de rayos X y espectroscopia de fotoelectrones de rayos X. El comportamiento magnético se estudió mediante mediciones de magnetización en función de la temperatura (en la modalidad ZFC y FC) y magnetización en función del campo aplicado. Este trabajo ha sido financiado con el programa UNAM-DGAPA-PAPIIT (IA105121, IN115219, IN101421).

Estudio termodinámico de la transformación de fases en un hierro dúctil grado 80-55-06 tratado intercríticamente para aplicaciones automotrices

Los vehículos modernos apuntan hacia una reducción de peso y costos con el fin de ser competentes ante las nuevas tendencias, como lo es el cambio de combustibles fósiles por la electrificación en las unidades de potencia, esto se ve directamente impactado mediante el desarrollo y procesamiento de materiales que brinden estas características, manteniendo propiedades mecánicas similares. Una técnica comúnmente empleada en materiales ferrosos para alcanzar estos objetivos son los tratamientos térmicos. En el siguiente estudio se aborda la metodología y la experimentación sobre un tratamiento térmico Intercritico aplicado a un hierro dúctil grado 80-55-06, mediante cálculos termodinámicos se estimaron las temperaturas de trabajo para el temple, así como los tiempos de permanencia con el fin de obtener las condiciones ideales para transformación de la perlita en la mezcla de martensita y ferrita que brindara las propiedades mecánicas esperadas. Para evaluar los resultados del proceso, se realizaron pruebas de dureza, elongación, caracterización microestructural y ensayo Jominy para determinar las curvas de templabilidad. Como resultado, el hierro dúctil 80-55-06 obtuvo una elongación del 11.7%, UTS de 609 MPa al aplicar una temperatura de tratamiento intercritico de 750°C.

Coeficiente de absorción lineal de un punto cuántico esférico multicapa bajo el efecto de presión hidrostática

La física de las nanoestructuras de semiconductores es de gran importancia por sus aplicaciones en la optoelectrónica. Entre estos sistemas, los puntos cuánticos reciben una gran atención debido a sus posibles aplicaciones como fotodetectores y dispositivos que emiten en la región de los terahertz del espectro electromagnético. En este trabajo, se estudian teóricamente las propiedades ópticas lineales, particularmente el coeficiente de absorción intrabanda en un punto cuántico esférico core-shell escalonado de GaAs/AlGaAs con un tamaño de 30 nm, variando el ancho de las capas y la concentración de aluminio considerando el efecto de someterlo bajo presión hidrostática. La estructura electrónica se calculó usando el metodo de elementos finitos para resolver la escuación de Schödinger del sistema. Se encontró que la transición principal es entre los estados 1s y 1p. Los resultados muestran que el coeficiente de absorción experimenta cambios relevantes conforme cambia el tamaño de las barreras, la concentración de aluminio y la presión a la que se somete el sistema. Agradecimientos al proyecto SEP-CONACyT A1-S-8842.

Propiedades ópticas y tiempos de vida de dos arreglos asimetricos de Fibonacci en silicio poroso

Se presentan los primeros resultados de un modelo de simulación realizado con el programa de Matlab que describe la dinámica luminiscente a partir del campo eléctrico generado por estructuras de silicio pororo (SP). Particularmente se presentan dos arreglos asimetricos tipo series de Fibonacci. La amplificación del campo electrico en función de la profundidad de las capas de arreglos asimetricos es mostrada, así como los espectros de emisión de los donantes y aceptores, además del decaimiento radiativo de estos arreglos en función de la concentración de los aceptores y donantes en SP, mostrando sus tiempos de vida.

Física de la fractura de aceros estructurales de alta resistencia en las inmediaciones de la transición dúctil-frágil

Los acero estructurales empleados en vehículos deben garantizar condiciones de seguridad aún a temperaturas del orden de -50 C, evitando la transición dúctil-frágil. Las especificaciones de estos materiales generalmente se limitan a la resistencia mecánica en tensión y la tenacidad, medidas a temperatura ambiente. Derivado de ello reportamos estudios acerca de la física de la fractura en un acero tipo 15B24 modificado, realizando estudios fractográficos en muestras con distintos niveles de resistencia, entre 120 y 200 ksi, enfocando la atención en los mecanismos de fractura prevalecientes a las distintas temperaturas consideradas. Las muestras fueron templadas y revenidas para lograr resistencias nominales de entre 120 y 200 ksi, mismas que corresponden a microestructuras con distintas combinaciones de martensita y bainita, principalmente. Se realizaron ensayos de tensión, de impacto Charpy y de microdureza, efectuándose también la caracterización microestructural. El estudio fractográfico se llevó a cabo mediante microscopía estereográfica y electrónica de barrido. Se constata en general que la tenacidad disminuye con la temperatura, detectándose sin embargo comportamientos variantes en función de las distintas combinaciones de fases resultantes de los tratamientos térmicos; el carácter fractográfico se correlaciona con las microestructuras y parece presentar comportamientos anómalos en la condición de temple sin revenir, mismos que serán objeto de estudios más detallados.

La matriz híbrida: Método numéricamente estable para el análisis de sistemas basados en bicapa de grafeno

El método más común para calcular las propiedades de transmisión y transporte es el método de la matriz de transferencia, sin embargo, presenta inestabilidades numéricas en sistemas periódicos basados en bicapa de grafeno, por ello utilizaremos un método estable, el método de la matriz híbrida. Si consideramos una región con campo eléctrico y una región sin campo eléctrico como una celda unidad, es posible representarla por una matriz conocida como matriz híbrida, que depende de cada una de las funciones de onda y de sus derivadas y que las relaciona de una manera cruzada. La transmitancia de un electrón incidente a través de un arreglo periódico o aperiódico de celdas unidad puede obtenerse mediante una matriz híbrida general y su regla de composición.

Efecto del litio superficial en las propiedades electrónicas del ZnO poroso en su politipo wurtzita y zinc-blenda

En esté trabajo, se estudió la estabilidad energética y las propiedades electrónicas de sistemas nanoporosos de ZnO, variando el tamaño, la superficie reactiva del nanoporo produciendo un desbalance en la razón R0 = Zn/O y pasivados con H y Li en la superficie del nanoporo utilizando la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT), en la Aproximación del Gradiente Generalizado (GGA), con la funcional PBE. Fue usado un pseudopotencial conservador de la norma, una energía de corte de 830 eV y una malla de puntos k de 2x2x5. Los nanoporos se modelaron al remover columnas de átomos en las direcciones [001] y [0001] para el caso cúbico y wurzita respectivamente. Se utilizaron para este estudio cuatro clases de nanoporos: tres en el politipo ZnO cubico zinc-blenda y uno en el ZnO wurtzita. En el politipo cúbico se modelaron tres clases de superficies: una superficie balanceada entre átomos de O y Zn (R0 = 1), donde se modelaron dos casos: uno con el átomo de Li enlazado a un átomo de O y el otro donde se enlazó con un átomo de Zn. Posteriormente, para los nanoporos ricos en O (R0 = 0.5) y ricos en Zn (R0 = 2) en la superficie, el átomo de Li se agrego en la parte media de una de las caras de la superficie. Finalmente, para el nanoporo de ZnO wurtzita con una superficie balanceada (R0 = 1) se hicieron dos casos como en los casos del nanoporo R0 = 1 del ZnO zinc-blenda. Los resultados de estos sistemas nanoporosos muestran que el sistema con el nanoporo con menor tamaño se comporta como semiconductor independientemente de la posición del Li, mientras que los sistemas con nanoporos de superficie desbalanceada se comportan como metales, para los casos del ZnO wurtzita los nanoporos se siguen comportando como semiconductores. Por otro lado, la densidad de estados nos muestra que los estados ocupados en las bandas de valencia, la mayor contribución es aportada por los átomos de O, mientras que para los estados desocupados de las bandas de conducción provienen de los átomos de Zn.

Nonlocal optical response of periodic dielectric-metal multilayers

Artificial composite structures made by nano-thick plates of alternated metal and dielectric materials stacked in a periodic configuration exhibit unusual optical properties that differ from those obtained in homogeneous pure compounds. Applications of these structures include hyperlenses and high-resolution imaging devices, among others. Theoretical treatment of such multilayers and comparison of calculated results with experimental data, however, is still in progress. In this work, We used the formalism of the nonlocality into the Drude model to calculate the transmission and absorption spectra of a periodic dielectric-metal multilayer. The dielectric function of metal plates grown by different experimental techniques, such as sputtering, molecular beam epitaxy, and thermal evaporation, was included into this nonlocal theoretical formalism. The results show that the purity and quality of the metal plates do not play an important role on the occurrence of nonlocality as long as their dielectric function present the typical metallic behavior. We anticipate, however, that an increase of the amplitude in the transmission and absorption parameters of the multilayer could be observed via the Drude and nonlocality formalisms after a reduction in the thickness of the metal plate be performed.

Efectos de campo eléctrico en pozos cuánticos de Cds/CdTe

Se presentan los cálculos teóricos de los niveles de energía para un electrón en pozos cuánticos de CdS/CdTe bajo efectos de campos eléctricos externos. Los resultados se presentan en dependencia con el ancho de las barreras, el ancho de los pozos, la amplitud de los campos eléctricos y la concentración del azufre, respectivamente. Se discuten los efectos de la variación de la concentración de azufre de los pozos cuánticos y de los campos eléctricos sobre los niveles de energía, en los elementos de la matriz de dipolo y en los coeficientes de la absorción óptica no lineal, además de la combinación de ambos efectos en estas propiedades. Se encuentra que las transiciones electrónicas corresponden a energías del infrarrojo medio en la región de los terahertz. Agradecimientos a Semillero de Nanoestructuras Semiconductoras, Universidad EIA, Colombia. Al programa Delfín-XXVI Verano de la Investigación Científica y Tecnológica del Pacífico. A la Universidad Autónoma de Zacatecas, México. A la Universidad de Antioquia, Colombia.

Efectos de la pasivación H + Li en las propiedades vibracionales del carburo de silicio poroso

Desde hace algunos años, las investigaciones en nanomateriales han puesto atención al carburo de silicio (SIC) debido a sus propiedades como alto punto de fusión y una brecha prohibida del alrededor de 2.6 eV, que lo hacen especialmente atractivo para aplicaciones en el almacenamiento de energía. En particular, el carburo de silicio poroso (pSiC) se ha estudiado poco en comparación con otras nanoestructuras como los nanoalambres. En este trabajo se estudian los efectos del Li superficial sobre las propiedades vibracionales del pSiC. El estudio se realizó utilizando DFPT, el modelado de los poros se realizó mediante la técnica de superceldas partiendo de un cristal de 3C-SiC en bulto, al cual se le retiran columnas de átomos en la dirección [001] pasivando los enlaces rotos en la superficie con átomos de Hidrógeno. Se modelaron 3 casos, todos ellos en función de la superficie del poro, a la relación de átomos de Si y C en la superficie se le denominó ρ. Así, se obtiene un caso rico en carbono (ρ=0.5), un caso rico en silicio (ρ=2) y un caso con la misma proporción entre Si y C (ρ=1). Adicionalmente se estudia un caso con ρ=1 pero con un diámetro de poro superior. Para el estudio vibracional, se calculan las densidades de estados fonónicos y la dispersión de fonones, complementariamente, se obtienen la respuesta infrarroja y el espectro Raman. Los resultados indican una clara dependencia a ρ de los modos de vibración, ya que las propiedades obtenidas entre los casos varían unas de otras, en especial en los modos ópticos donde estos se extenden en un mayor rango de frecuencias para el caso rico en Silicio mientras para el caso rico en carbono están más comprimidos en un intervalo de frecuencias menores. El enlace Si-Li generó modos negativos de vibración lo que indica que los enlaces Si-Li son inestables, mientras que los enlaces C-Li fueron totalmente positivos. Estas propiedades podrían ser aprovechadas para el desarrollo de dispositivos electrónicos.

Análisis de segregación a través del proceso de transformación de lingotes de material 15-5 PH

La segregación es un fenómeno asociado a la fabricación de metales que consiste en la agrupación de ciertos elementos en zonas preferenciales en los lingotes durante el proceso de solidificación. En el presente trabajo se describe un análisis de la evolución de la segregación durante el proceso de transformación del material incluyendo el proceso de forja y tratamiento térmico en el cual se realizarán análisis químicos y de gases en las diferentes etapas del proceso para determinar las variables de mayor impacto para mitigar el fenómeno de segregación. Para identificar zonas de segregación en los lingotes se hizo uso del SEM. Los lingotes de espesor de “69 se disponen a enfriamiento por 24 hrs después del desmoldeo. Como resultados finales se determino que el factor crítico principal por el cual se da este fenómeno es, por la lentitud en el proceso de desmoldeo. Consecuentemente al momento de tratamiento térmico se dan fracturas en la zona de la cara del lingote, al analizar se concluye que las causas de las fracturas son por la segregación en esa zona del lingote. Con estos resultados e investigación se trabaja actualmente para determinar una nueva ruta de proceso.