Examinando por Materia "Películas delgadas"
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Publicación Acceso abierto Crecimiento y caracterización de bicapas multiferroicas La2/3Sr1/3MnO3/BaTiO3 depositadas por ablación laser(Universidad del Valle, 2017) Ordoñez Ñañez, John Edward; Gómez de Prieto, María ElenaEl desarrollo de nuevos materiales multiferroicos permite la investigación de propiedades ferroeléctricas y magnéticas en una sola fase. Sin embargo, en el escenario básico la combinación de estas propiedades se rige por los efectos de carga (electrones e iones), mientras que las propiedades magnéticas son controladas por electrones. En los multiferroicos estos grados de libertad se acoplan fuertemente. Por ejemplo, las propiedades magnéticas se controlan a través del campo eléctrico o viceversa, lo cual abre una nueva ruta para explorar la posibilidad de estudiar diferentes fenómenos físicos (perovskitas mixtas con d0 y dn iones, pares de iones, ordenamiento de carga, inclinación del MnO 5 prácticamente ríigido, espiral magnética, ferroelectricidad en estructuras magnéticas colineales, . . . ) y aplicaciones tecnológicas. Sin embargo, un obstáculo para el uso de este tipo de materiales es la temperatura de funcionamiento (combinación de estados), que generalmente se desacoplan y/o se presentan a bajas temperaturas. Para solucionar estos problemas, los híbridos multiferroicos compuestos por heterostructuras ferromagnéticas/ferroeléctricas han sido ampliamente estudiados como una posible vía para diseñar heterostructuras con acoplamiento magnetoeléctrico artificial. En sistemas acoplados por deformación (diferentes sustratos o paramteros de red), se han demostrado correlaciones directas entre la dirección de polarización dentro de los dominios ferroeléctricos y la anisotropía magnética localmente inducida. En esta investigación se fabricaron bicapas ferromagnéticas de La2/3Sr1/3MnO3 y ferroeléctricas de BaTiO3.Publicación Acceso abierto Data from the study of CdS:Al thin films grown by the method of chemical bath deposition after aging(Universidad del Valle, 2020-01-03) Mosquera, Edgar; Diosa, Jesús; Fernández-Pérez, Arturo(Eng) This article present the data of the study of the structural, optical and vibrational properties of CdS:Al thin films synthesized by chemical bath deposition (CBD) method after aging. The samples were characterized by X-ray diffraction, UV-vis and photoluminescence spectroscopy, and Raman spectroscopy. X-ray diffraction pattern of the samples disclosed hexagonal crystalline structure of CdS. The crystallite size was estimated for each thin film. The energy band gap was calculate using the Tau plot method. The samples present defects in their structure. A detailed study on the structure was carry out in the region of 200 to 800 cm-1, where the 1LO and 2LO phonon modes are presents. The data have not been reported nor discussed for now.Publicación Acceso abierto Desarrollo y caracterización de películas delgadas magneticas de MnAlC producidas por Deposición Física en Fase Vapor (PVD) para aplicaciones como imanes permanentes.(Universidad del Valle, 2021-04-26) Tabares Giraldo, Jesús Anselmo; Pérez A., German A.; Sanchez Sthepa, Hector; Rodríguez, Luis Alfredo; Zamora, Ligia; Marín, Lorena; Valenzuela, José Luis; Grupo de Metalurgia Física y Teoría de Transiciones de Fase (GMTF); Recubrimientos duros y aplicaciones industriales-RDAIEste informe presenta una ruta de producción del material base o precursor de la fase no magnética ε-MnAl-C por medio de fusión por arco eléctrico en atmósfera protectora de Ar. Las muestras presentaron una composición de Mn54.3Al44C1.7 y de Mn53.3Al45C1.7 usando Mn, Al y C de alta pureza (mayor a 99.9 %). Las muestras han sido refundidas para aumentar la difusión de los elementos en la muestra as-cast. Se adiciona un 3 at.% de Mn para compensar la pérdida por evaporación durante el proceso de fusión del material. Para mejorar las características en composición del material base a evaporar se realizaron preparaciones con diferentes composiciones de MnAl-C hasta lograr obtener un material con la composición requerida. Adicionalmente, con el propósito de encontrar las mejores condiciones de imán permanente de la aleación MnAlC, se exploraron rutas adicionales, incluyendo la producción de la aleación dopada con material magnéticamente blando como el α-Fe o FeCo. Las muestras obtenidas por fundición en horno a arco se trataron térmicamente siguiendo dos rutas diferentes de tratamiento térmico. Las muestras fueron encapsuladas y mantenidas a 1100°C por 32 horas y luego inactivadas en agua para conservar la fase de altas temperaturas ε-MnAl-C no magnética. En la segunda ruta la muestra fundida se somete a un tratamiento térmico de dos pasos: a 1200 °C (durante 4 h) seguido de 1100 ° C (48 h) lo que nos nos permitió obtener una aleación de ε-MnAlC de concentración notablemente alta después de realizar el proceso de enfriamiento en agua a temperatura ambiente. Las muestras son sometidas a un proceso de recocido que promueve la transformación de la fase ε-MnAl-C a la fase τ-MnAlC. Se establece mediante un estudio XRD que el proceso de recocido óptimo para producir la fase τ-MnAlC requiere realizar un proceso de recocido a 550 ° C durante 30 min. Complementariamente, las muestras se caracterizan por difracción de rayos X, por magnetómetro de muestra vibrante (VSM) y microscopio electrónico de transmisión (TEM).Publicación Acceso abierto Estudio de las propiedades optoelectrónicas de películas delgadas de CdS y dopadas para aplicaciones en celdas solares.(Universidad del Valle, 2021-04-06) Mosquera Vargas, Edgar E.; Baca Miranda, Eval José María; Rodríguez, Luis Alfredo; Diosa Astaiza, Jesús Evelio; Herrera Molina, Daniela; Domínguez Vélez, Angelica María; Cerón Urbano, Neida Lizet; Grupo de invetigacion Transiciones de Fase y Materiales Funcionales (GTF)En la ejecución del proyecto se estudiaron las propiedades estructurales, morfológicas, vibracionales y ópticas de las películas delgadas de CdS:Al con relación molar [Al]/[Cd] = 0.00, 0.25, 0.30, 0.35, 0.35, 0.45, 0.50, respectivamente. Estas fueron fabricadas a partir de la técnica de deposición de baño químico (CBD – siglas en inglés). La técnica CBD destaca por su simplicidad, bajo costo y fácil escalabilidad. De acuerdo con la situación que se vive debido a la pandemia -COVID 19, algunas medidas experimentales (ver reporte febrero y julio 2020) han sido afectadas por el no acceso al laboratorio -UV. Sin embargo, se ha venido trabajando en el análisis de los resultados obtenidos. Además, un estudio de análisis numérico se ha propuesto usando teoría funcional de la densidad (DFT – siglas en inglés) para obtener la estructura de banda, su densidad de carga y densidad de estados de al menos la estructura de CdS y posteriormente a las estructuras dopadas (Tesis Daniela Herrera Molina- Maestría en Física). De los resultados obtenidos por difracción de rayos-X (XRD – siglas en inglés), las películas delgadas de CdS y CdS:Al presentan una estructura hexagonal (wurtzita) con orientación preferencial (002). Además, el tamaño de cristalito fue estimado para cada muestra. El estudio morfológico por microscopia de fuerza atómica (AFM- siglas en inglés) mostro cambios en su estructura granular con el incremento del contenido del dopante. Un detallado estudio fue llevado a cabo con espectroscopia Raman, donde los modos vibracionales 1LO y 2LO fueron observados confirmando la estructura reportada por XRD. Medidas de Transmitancia, reflectancia, índice de refracción, y coeficiente de extinción fue llevado a cabo para estudiar las propiedades ópticas de las películas bajo el dopaje de aluminio. La brecha de banda incrementa de 2.3 a 2.6 eV con el incremento del dopaje. Aquí podemos afirmar que el dopaje con aluminio claramente afecta las propiedades ópticas y fotoluminiscentes de las películas delgadas de CdS. Como futuros estudios es continuar con el análisis numérico, así como dopar con otros elementos (In, Ga, etc) y estudiar sus propiedades para ventanas en celdas solares de segunda generación.Publicación Acceso abierto Estudio del efecto de conmutación resistiva en heteroestructuras basadas en óxidos multifuncionales.(Universidad del Valle, 2019-07-12) Gross, Katherine; Gómez de Prieto, María Elena; Lopera Muñoz, Wilson; Porras Montenegro, Nelson; Suárez, Luisa Fernanda; Betancourt, John; Quiñonez, Mario Fernando; Torres, Margoth Lorena; Ceballos, Santiago; Marín, Lorena; Ramírez, Juan Gabriel; Grupo de investigación Películas Delgadas, Física Teórica del Estado Sólido.La conmutación resistiva de estructuras tipo conductor/aislante/conductor es actualmente un tópico altamente investigado debido a su potencial aplicación en el campo de dispositivos de memoria no volátil. El propósito general de este proyecto consistió en estudiar los mecanismos de conducción en el efecto de conmutación resistiva (RS) en películas y heteroestructuras basadas en óxidos multifuncionales y su dependencia con parámetros de fabricación y propiedades físicas de los materiales involucrados. Específicamente se fabricaron películas delgadas de óxidos multifuncionales tales como YBa2Cu3O7-δ, La1-xCaxMnO3, BiFeO3, HfO2, CeO2, ZnO(Co, Mn), YMnO3, CuO2, entre otros, las cuales fueron caracterizadas en sus propiedades físicas, estructurales, morfológicas y de transporte eléctrico. Una vez los sistemas estuvieron caracterizados a modo de monocapas, se fabricaron estructuras capacitivas tipo conductor/aislante/conductor utilizando los diferentes materiales óxidos en combinaciones tales como HfO2/Pt/TiO2/SiO2/Si, La1-xCaxMnO3/YBa2Cu3O7-δ, BiFeO3/YBa2Cu3O7-δ, (Mn, Co)ZnO/YMnO3, entre otros. Sobre estos sistemas se realizaron mediciones de magnitudes físicas que permitieron caracterizar el fenómeno de conmutación resistiva (Curvas I-V, capacitancia, r(R)=RHRS/RLRS, tiempos de retención, entre otros) y su dependencia con parámetros de deposición y material de los electrodos con el fin de dilucidar sobre los mecanismos de conducción. Se identificó que el espesor del óxido aislante juega un papel importante en la conmutación eléctrica del dispositivo; tal es el caso del sistema HfO2/Pt/TiO2/SiO2/Si. Este sistema se caracterizó usando indio (In) como electrodo superior variando el espesor de la capa HfO2 en un rango de 20 a 155 nm. Al variar el espesor, el dispositivo exhibió respuestas de conmutación resistiva diferentes de carácter unipolar, bipolar y complementaria. El dispositivo In/HfO2(155nm)/Pt exhibió un tiempo de retención superior a 1.8 x 105 s, valor con el cual se extrapola la retención de los estados de resistencia a un orden de 10 años. Por otro lado, se estudió la respuesta de conmutación resistiva en función del material del electrodo superior, usando YBa2Cu3O7-δ y Ag en el sistema BiFeO3/YBa2Cu3O7-δ; encontrándose asimetrías en las curvas corriente-voltaje que permiten elucidar el mecanismo de conducción presente en cada caso.Publicación Acceso abierto Evaluación de recubrimientos de multicapas de α-Al2O3 /8YSZ para la protección frente a la corrosión a altas temperaturas(2018-04-25) Zambrano Romero, Gustavo A.; Gómez, María E.; Aguilar Castro, Yesid; Amaya, César; Sánchez, Óscar; Díaz, Nathalia; Escarraga, Andrés; Burgos, Melisa; Millán, MarioEl objetivo del presente proyecto de investigación es la síntesis y la caracterización de recubrimientos de barrera térmica (TBC – recubrimientos de barrera térmica, por sus siglas en inglés) tipo multicapa de α-Al2O3 /8YSZ en forma de película delgada, para sus aplicaciones en dispositivos de alto desempeño, como los que son depositados sobre aleaciones metálicas sometidas a altas temperaturas. El proyecto incluye la síntesis, el crecimiento, la caracterización, en particular su comportamiento a la corrosión a altas temperaturas. Los recubrimientos con estructura tipo multicapa constituyen una de las propuestas actuales más eficaces para conseguir recubrimientos con propiedades mejoradas. Este tipo de sistemas o estructuras se basan en el apilamiento periódico de capas alternadas de materiales diferentes, por lo cual estas estructuras mejoran la adhesión del recubrimiento al substrato, al reducir las tensiones internas y la fragilidad del material. En el presente trabajo de investigación se depositaron recubrimientos tipo multicapas de alúmina en fase alfa (α-Al2O3), el cual es un oxido estable de crecimiento lento y con un coeficiente de expansión térmica moderado y de Circonia estabilizada con Itria al 8 % (8YSZ) recubrimiento utilizado en aplicaciones tribológicas a altas temperaturas debido a su baja conductividad térmica, alto coeficiente de expansión térmica, (similar al de los metales), buena combinación de alta tenacidad, relativa alta dureza y resistencia a la corrosión por erosión. Los substratos utilizados fueron aceros para alta temperatura y silicio para cierto tipo de caracterizaciones. Con el propósito de estudiar la influencia de la variación del periodo en este tipo de recubrimientos, sobre su estructura cristalina, y el posible cambio en las propiedades de resistencia a la corrosión a altas temperaturas, se plantea diseñar multicapas de [α-Al2O3/8YSZ]n variando el número de bicapas en 1, 10, 30, 50 y 70 y la periodicidad espacial en λ = 1.5 μm, λ = 300 nm, λ = 100 nm, λ = 60 nm, λ = 43 nm , manteniendo el espesor total de película constante 2 μm. Las muestras se caracterizaran estructural y morfológicamente mediante Difracción de Rayos X (XRD), Microscopia de Fuerza Atómica (AFM) y Microscopia Electrónica de Barrido (SEM). El estudio del comportamiento electroquímico a altas temperaturas, se llevara a cabo por medio del ensayo de corrosión por sales fundidas por medio de la Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS).Publicación Acceso abierto Fabrication and study of thin transparent conductive films prepared by Spin Coating from metal nano-wires(Universidad del Valle, 2016-07-08) Bernal, Andrés M.; Ardila, Angel M.; Vega Verdugo, Marisol(Eng) Transparent conductive thin films on glass substrates from metal nano-wires were produced by the spin coating method by varying the speed of rotation between 1000 and 9000 RPM. Morphological and structural properties of the deposited layers were studied by Scanning Electron Microscopy (SEM). The electrical and optical properties were studied as a function of layer thickness by the Van Der Paw method and transmittance measurements in the range between 350 and 800 nm. A correlation between the thickness of the deposited layers and their electrical and optical properties is obtained, showing less sheet resistance to larger thickness while its transmittance decreases. Samples with sheet resistance of about 20 Ω/sq and with average 77% light transmittance at 550 nm were obtained.Publicación Acceso abierto Study of interface phenomena in heterostructures based on complex oxides.(2018-04-23) Gómez de Prieto, María Elena; Zambrano, Gustavo; Prieto, Pedro; Domínguez, Claribel; Quiñonez, Mario Fernando; Arango, Isabel Cristina; Sánchez, Carlos William; Torres, Walter; Mendoza, Evelin; Millán, Mario AlejandroEste proyecto se propuso como meta, objetivo y metodología estudiar la influencia de los parámetros de crecimiento de las propiedades estructurales y físicas de las películas delgadas y multicapas y sus interfaces de óxidos complejos en forma de capa delgada, heteroestructuras, y superredes. Con el fin de lograr funcionalidades y dispositivos potencialmente útiles el material de óxido debe tener un crecimiento epitaxiales. Esta es nuestra fortaleza en el laboratorio. Poseemos la técnica de pulverización catódica DC y RF a altas presiones de oxígeno (de 1 a 4 mbar), poseemos equipo de medición de propiedades estructurales, eléctricas, magnéticas como función de temperatura y campo magnético aplicado. Hemos colaborado con el Instituto de Nanociencia en Aragón, España, donde se llevó a cabo algunos experimentos y mediciones. Estudiamos las manganitas de Lantano dopadas con Ca y Sr (LCMO, LSMO), el ferroeléctrico BaTiO3 (BTO), el multiferroico BiFeO3 (BFO); la barrera térmica YxZr1-xO3 (YSZ), Al2O3 (AO); el efecto del tamaño de las propiedades de heteroestructuras artificiales tipo BFL/ LSMO, BTO/LSMO; el óxido Fe1-xTixO3, el efecto del tamaño en nanotubos de dióxido de Titanio dopado con nanopartículas de Ferrita; estudiamos las propiedades térmicas de bicapas YSZ / Al2O3.