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Universidad Nacional Autónoma de México

Centro de Nanociencias y Nanotecnología

Memoria

Jóvenes a la Investigación 2009

Ensenada, Baja California, México

Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio al 3 de Julio del 2009

Universidad Nacional Autónoma de México Centro de Nanociencias y Nanotecnología

Apartado Postal 356 Ensenada, BC, 22800, México

Tel. (646) 174 46 02 Fax (646) 174 46 03

www.cnyn.unam.mx

Comité organizador:

Jesús Leonardo Heiras Aguirre Armando Reyes Serrato

Jorge Palomares Sánchez

http://www.cnyn.unam.mx/

Memoria del evento: Jóvenes a la Investigación 2009 Editores: Jesús Leonardo Heiras Aguirre Armando Reyes Serrato Jorge Palomares Sánchez

Centro de Nanociencias y Nanotecnología Universidad Nacional Autónoma de México Ensenada, Baja California, México Julio 2009

Memoria


Centro de Nanociencias y Nanotecnología Universidad Nacional Autónoma de México

Ensenada, Baja California, México 2009

PRESENTACIÓN Este 2009 estamos cumpliendo 10 años de haberse iniciado el programa “Jóvenes a la Investigación”. En esos 10 años han participado alrededor de unos 350 estudiantes de primaria, secundaria, preparatoria y licenciatura; han participado en este programa jóvenes que pretendían estudiar derecho, biología, artes, casi todas las ramas de ingeniería, física, química y sólo Dios sabe que mas. Esos jóvenes han sacrificado tres o cuatro semanas de sus vacaciones para venir a “convivir” con los investigadores y técnicos del Centro de Ciencias de la Materia Condensada primero y después del Centro de Nanociencias y Nanotecnología. Los primeros años fue una tarea ardua para convencer a los directores de las preparatorias de Ensenada que nos mandaran a los mejores alumnos y a nuestro personal académico para que participaran. Nos llegaron chicos que nos sorprendieron con su talento, su entusiasmo y sus deseos insaciables de saber; también es verdad que no siempre las preparatorias nos enviaron a los mejores estudiantes. En todos los muchachos hemos sembrado la semilla de la curiosidad, del gusto por la búsqueda del saber, del amor por el trabajo honesto y del valor de trabajar en equipo. Hemos tratado de transmitir la idea de que nuestra misión como formadores de hombres y mujeres, como investigadores científicos, como divulgadores de la ciencia y como vinculadores con la sociedad son tareas nobles y de gran importancia para nuestro México. Nos sentimos ampliamente satisfechos al recordar como los muchachos al terminar su estancia se encuentran felices de haber participado en el programa. Algunos de ellos nos los encontramos ahora en los pasillos estudiando asistiendo a clases de maestría o doctorado. Los chicos han aprendido mucho. Pero como siempre sucede con los profesores, nosotros hemos aprendido más de ellos y encima de eso nos renovamos con su entusiasmo juvenil cada verano de todos los años. Este año se participaron 30 estudiantes durante los días del 15 de junio al 3 de julio. Tuvimos que hacer una cuidadosa selección pues recibimos más de 60 solicitudes. Estamos listos ya para iniciar los trabajos de organización del evento para el 2010; listos, con la seguridad de que tendremos una vez más una estancia enriquecedora para los muchachos y para nosotros los investigadores. El comité organizador: Jesús Leonardo Heiras Aguirre Armando Reyes Serrato Jorge Palomares Sánchez

Instituciones de los participantes al evento

“Jóvenes a la Investigación 2009” Del 15 de junio al 3 de julio de 2009

Universidad Autónoma de Baja California (Ensenada)

Amaya Corona, Gloria Alejandra Hirata Acosta, Gustavo

Universidad Autónoma de Baja California (Tijuana)

Herrera Rodríguez, Fabián Universidad Autónoma de Baja California (Mexicali)

Lizárraga Maldonado, Alejandro Luna Puente, Amelia

Mendoza Lepe, Azarahel Valtierra Sánchez de la Vega, José Luis

Universidad de Guadalajara

Berrueta Razo, Irma Gutiérrez Gómez Alvis Jaime

Nájera Romero, Griselda Valeria Ulloa Verdín, Ana Karina

Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo

Bedolla Valdez, Zaira Itzel López Coronel, Diego Ismael

Pineda Martínez, Elmer Ramírez Solís, Sergio

Universidad de las Américas (UDLA), Puebla

González Rodríguez, Roberto Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM)

De la O Gómez, Gabriela Rodríguez López, Rogelio

Vertti Quintero, Nadia Sarait Villarreal García, Gerardo Enrique

Instituto Tecnológico de Los Mochis, Sinaloa

Escalante Alcaraz, Nancy Lanette Rodríguez Barreras, Eduardo

Instituto Tecnológico de Chihuahua

Jiménez López, Natalia Olivos Flores, Erik

Ramírez Corral, Gabriela Escuela Secundaria “Hector A. Migoni”, Ensenada BC

Gómez Benavides, Eduardo

Centro de Nanociencias y Nanotecnología

UNAM

Ensenada, Baja California, México www.cnyn.unam.mx

Calendario de pláticas para


Lugar: Auditorio del CNyN Hora: 9 a 10 AM

L 15_06 Bienvenida, presentación de los participantes y del CNyN Todos M 16_06 Espintrónica Francisco Mireles

M 17_06 Plática del Departamento de Física Teórica Fernando Rojas J 18_06 Nano ¿qué? Ernesto Cota V 19_06 Plática del Departamento de Fisicoquímica de Nanomateriales Homero Galván L 22_06 Plática del Departamento de Nanoestructuras Leonardo Morales M 23_06 La interacción de los materiales con el ambiente Mario Farias

M 24_06 Opciones educativas en el CNyN de la UNAM Laura Viana M 24_06 (*) Materials science research studies on bone and biomineralization Joanna McKittrick

Professor, UCSD J 25_06 Criterios de seguridad en redes sociales Carlos González V 26_06 Plática del Departamento de Materiales Avanzados Oscar Raymond

L 29_06 Plática del Departamento de Nanocatálisis Vitalii Petranovski

M 30_06 Posgrado en Ciencias e Ingeniería de Materiales Amelia Olivas M 1_07 La magia de la levitación Jesús Heiras J 2_07 Diseño de nuevos materiales Armando Reyes

V 3_07 Exposición de trabajos Todos (*)Esta plática será a las 12:00 Hrs.

Contenido Índice de resumen 0 Índice de cartel 28

Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009

Índice (resumen) Estabilidad de nanopartículas de Ag en cuero de cordero y capacidad fungicida contra Cándida albicans. Gloria Alejandra Amaya Corona, Elmer Pineda Martínez, Alma Aurora Arreola, Nina Bogdanchikova 1 Síntesis de materiales con porosidad híbrida: mordenita-silica. Z. Itzel Bedolla Valdez, S. Ramírez Solís, Gabriel Alonso Núñez, Vitalii Petranovski 2 Estudio de la morfología y composición elemental de una muestra dental irradiada por un láser pulsado de Er:YAG. Irma Berrueta Razo, Enrique Samano 3 Estudio de las propiedades estructurales, morfológicas y eléctricas del multiferróico Bi0.75Sr0.25FeO3 Gabriela de la O, Carlos Ostos, Jesús M. Siqueiros 4 Modificación de películas de organosilano para la deposición electroquímica de polianilina. Escalante Alcaraz Nancy Lanette, Castro Beltrán Andrés, Cruz Silva Rodolfo y Castillón Barraza Felipe 5 Síntesis de nanorodillos de ZnO por el método hidrotermal. Roberto González Rodríguez, Manuel Herrera Saldívar 6 Análisis químico-estructural de un LED de InGaN/GaN. A. J. Gutiérrez Gómez, W. de la Cruz Hernández, O. E. Contreras López, L. Morales de la Garza 7 Estudio de las Características Estructurales y Electrónicas del Nitruro de Zinc. Fabián Herrera Rodríguez, Guadalupe Moreno Armenta 8 Nuevo material luminiscente con emisión en verde. Gustavo Hirata Acosta, Manuel R. Romero, Carlos E. Rodríguez, G. A. Hirata Flores 9 Síntesis de películas de nitruro de renio por pulverización con magnetrón: estudio preliminar. Natalia Jiménez Lopez, Gerardo Soto Herrera, Philippe Charles Robin 10 Depósito de MoCyNx por Erosión Catódica Reactiva con Magnetrón DC. Alejandro Lizárraga, Phillipe Robin, Enrique Sámano 11 Hidrodesulfurización de dibenzotiofeno sobre el sistema Ga(x)-WS2 D.I. Lopez-Coronel, T.A. Zepeda y A. Olivas 12 Estructura electrónica de un sistema unidimensional. Oliver M. López Valencia, Catalina López Bastidas 13 Caracterización de Condensadores Lineales. Amelia Luna Puente1, Jesús L. Heiras 14 Elaboración del multiferroico de YCrO3 Azarahel Mendoza L., Ma. de la Paz Cruz J. 15 Estudio de la Estructura de Cuerno de Borrego Cimarrón mediante Microscopía de Transmisión de Electrones. G. V. Nájera-Romero, A. B. Castro-Ceseña y G. A. Hirata-Flores 16 Ultra alto vacío. Erik Olivos Flores, Leonel S. Cota Araiza 17 Desarrollo de calzado innovador, modelo nano plata para pie diabético, pacientes con VIH/SIDA y Soldados. Elmer Pineda Martínez, Gloria Amaya Corona, Nina Bogdanchikova, Alma A. Aruela 18

Centro de Nanociencias y Nanotecnología de la UNAM Ensenada, BC, México

Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009


Efecto del Ho en las propiedades dieléctricas de cerámicas del compuesto multiferroico Pb (Fe0.5Nb0.5)O3. Gabriela Ramírez Corral, Paola Góngora, Oscar Raymond, Jorge Portelles 19 Síntesis de Nanoestructuras [Pt/NTC/SiO2]. Sergio Ramírez, Z. I. Bedolla Valdez, Vitalii Petranovskii2, Miguel Avalos2, G. Alonso 20 Síntesis y caracterización de poli (p-fenilen tereftalamida): estudio de la temperatura de reacción sobre el peso molecular y el rendimiento. Eduardo Rodríguez Barreras, Ramiro Alejandro Villegas Carrillo, Eder Lugo Medina y Amelia Olivas 21 Aplicación del método de Hückel a la eskuterudita de YbOs4Sb12 Rogelio Rodríguez López, Donald Homero Galván Martínez 22 Análisis de un superconductor en distintos microscopios del CNyN. Rogelio Rodríguez López, Donald Homero Galván Martínez 22 Espectroscopia de Dispersión de Energía por Rayos-X. Ulloa Verdín Ana Karina, Oscar E. Contreras López 23 El Nitruro de Berilio como material para el desarrollo de dispositivos optoelectrónicos. José Luis Valtierra Sánchez de la Vega, Jesús Antonio Díaz Hernández 24 Piezocerámicas Libres de Plomo K0.5Na0.5Nb 0.9Ta0.1 O3 Silvia Estefanía Valerdi Monroy, Jorge Portelles 25 Estructura Electrónica del WON2 Nadia Sarait Vertti Quintero, Armando Reyes Serrato 26 Estudio del entrelazamiento térmico de 2 espines acoplados por intercambio con el término anisotrópico Dzyaloshinski-Moriya y campo magnético inhomogéneo externo. Gerardo Enrique Villarreal García, Fernando Rojas Iñiguez 27

Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 1Estabilidad de nanopartículas de Ag en cuero de cordero y capacidad fungicida contra

Cándida albicans

Gloria Alejandra Amaya Corona1, Elmer Pineda Martínez2, Alma Aurora Arreola3, Nina Bogdanchikova4

Universidad Autónoma de Baja California1,3, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo2, Centro de Nanociencias y Nanotecnología3.

La manufacturera de Calzado San Rafael elabora zapatos especializados para diabéticos y dicha empresa está interesada en realizar una innovación a su producto. Para alcanzar dicho propósito se desea agregar nanopartículas de Ag al cuero con el que se forra dicho zapato. Al agregar las nanopartículas de plata se espera que estas actúen con el medio y eviten que dentro de los zapatos exista un ambiente propenso al desarrollo de bacterias y hongos. Esto evitará que alguna zona afectada del pie diabético sufra una infección estando dentro del zapato. Durante la estancia de trabajo se desearon evaluar 2 características: estabilidad de la nano plata en el cuero y su poder fungicida contra Cándida albicans. Para estudiar su estabilidad se realizó un experimento el cual modela la acción agresiva de un lavado con agua (como sería lavar el zapato en una lavadora o caminar bajo la lluvia). El agua residual de los lavados se estudio en el espectrofotómetro UV/visible, para determinar si después de los lavados, el cuero dejaba residuos de plata en el agua. También se realizó análisis de elementos químicos por método de EDS en muestras del cuero antes y después del lavado. Para determinar la acción del cuero con Ag en presencia de Cándida albicas se realizaron cultivos masivos en cajas de Petri de este tipo de hongo; para después colocar muestras de cuero con plata y sin plata (control) sobre YPD sólido (agar). Al final se tomaron fotografías de los cultivos en las cajas de Petri para determinar su crecimiento. Este trabajo dio un impulso importante al desarrollo del dopaje del cuero de cordero, los resultados ayudaran a determinar la concentración de plata óptima que debe tener el cuero. Una vez encontrada dicha concentración, será posible elaborar una patente Nacional/Internacional de calzado “Modelo Nanoplata”. El calzado sería para pacientes con pie diabético; pero también se lograría expandir su empleo a pacientes de VIH/SIDA, soldados y personas que necesitan una protección especial en sus pies, por actividades de trabajo o deporte de alto impacto. Agradecimientos: Proyecto PAPIME PE100409 Ing. Mayra Ramírez Camacho, Bio. Jovanni Catalan,

Tec. Eric Flores Aquino (Lab. Catálisis), Ing. Israel Gradilla Martínez (Lab. SEM), Tec. Mario Vega Aguilar (ICP, CICESE).


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 2

SÍNTESIS DE MATERIALES CON POROSIDAD HÍBRIDA: MORDENITA-SILICA

Z. Itzel Bedolla Valdez1, S. Ramírez Solís1, Gabriel Alonso Núñez2, Vitalii Petranovskii2 1Facultad de Ingeniería Química, UMSNH

2Centro de Nanociencias y Nanotecnología, UNAM

Las zeolitas son aluminosilicatos hidratados con una estructura simétrica de tetrahedros, estos minerales presentan porosidades entre 0.4-1.3 nm; aprovechando las propiedades que poseen pueden ser empleados en adsorción, catálisis e intercambio iónico [1]. En el presente trabajo de investigación se presenta la síntesis de materiales de porosidad híbrida. Se utilizó la zeolita tipo mordenita amoniacal, la cual fue soportada en sílice mediante el proceso sol-gel; el sílice presenta una porosidad en un intervalo más amplio que las zeolitas. El proceso de síntesis se realizó mediante dos vías, las cuales son descritas a continuación: a) Se realizó intercambio iónico a la mordenita amoniacal, sustituyendo el ión NH4+ por

iones Cu+2, una vez realizado el intercambio iónico a la mordenita esta fue introducida en 5,15 y 50% en peso a la matriz de sílice mediante el proceso sol-gel.

b) Mordenita amoniacal con 5 y 15 % en peso fue introducida en la matriz de sílica mediante el proceso sol-gel, finalmente se realizó el intercambio iónico.

Los materiales obtenidos mediante las dos vías fueron sometidos a tratamientos térmicos en flujo de hidrógeno de 150-650 °C, en incrementos de 100 °C. Las muestras fueron caracterizadas por Difracción de Rayos X, Microscopía electrónica de Barrido, UV-Vis y medición de área superficial por BET. Mediante EDS se encontró que el contenido de cobre que poseen los materiales sintetizados está por debajo de 1%. Los patrones de DRX mostraron que las estructuras de la mordenita y la sílica no fueron modificadas durante los procesos de síntesis, intercambio iónico y tratamientos térmicos. BET permitió conocer la manera en que las propiedades de la sílica se ven afectadas en presencia de mordenita. La sílica pura con área superficial aproximadamente de 200 m2/g es estable térmicamente aproximadamente hasta 450 °C. La presencia de mordenita genera una estabilidad térmica del sistema a 650 °C, observándose un incremento del área superficial alrededor de 350 m2/g; el área de los materiales crece al incrementarse la cantidad de mordenita en el sistema. Los análisis realizados por UV-Vis mostraron que la forma en que es introducido el Cu al sistema influye en sus propiedades de reducción, puesto que además de aparecer el plasmón de resonancia del cobre metálico a 560 nm perteneciente a partículas de Cu entre 1 y 5 nm, en el intervalo de UV aparece evidencia de formación de cúmulos con tamaños inferiores a 1 nm. Agradecimientos Trabajo apoyado por Proyecto 01 Impulsa, Jóvenes a la Investigación 2008 y 2009, Proyecto PAPIME PE104005 y Proyecto PAPIME PE100409, respectivamente. Bibliografía [1] Olguín Gutiérrez Teresa, Zeolitas características y propiedades, México D. F., 2002


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 3 Estudio de la morfología y composición elemental de una muestra dental irradiada por

un láser pulsado de Er:YAG

Irma Berrueta Razo [Universidad de Guadalajara (CUCEI), Blvd. Marcelino García Barragán#1421, Gdl, Jal.,México]

Enrique Samano [CNyN, UNAM, Km. 107 Carretera Tijuana-Ensenada, Ensenada, B.C. México]

El objetivo del presenta trabajo es realizar el análisis de los cambios estructurales y elementales de muestras dentales irradiadas con el láser pulsado Er:YAG. Existen diversos métodos convencionales odontológicos para el tratamiento de caries que a menudo resultan ineficientes por lo que el tratamiento por láser es considerado una alternativa basada en la absorción de luz en la materia y sus efectos. El láser pulsado de Er:YAG con una longitud de onda de 2940nm presenta una absorción máxima para el agua contenida en el tejido y causando cambios tanto físicos como químicos, principalmente en la hidroxiapatita. Este trabajo se enfoca en la utilización de éste láser sobre muestras dentales y sus efectos físicos y químicos. La composición elemental se determina por Espectroscopia de Energía por Dispersión de rayos-X (EDS, por sus siglas en inglés), y el estudio morfológico se realiza usando tres microscopías distintas: óptica, electrónica y de fuerza atómica. Se llegó a las siguientes conclusiones:

Se irradiaron dos muestras dentales a dos distintos valores: J = 7.5 J/cm2 y 12.7 J/cm2. En la primera no se detectó ningún daño estructural ni químico. En la segunda se observó un daño visible, cráter, y cambio en su composición.

Por lo que existe una energía umbral que ocasione un daño morfológico permanente en la muestra que se encuentre entre los valores anteriores.

Además de los cambios morfológicos, ocurrió una disminución de radicales fosfato con respecto a calcio en la hidroxiapatita dental debido a la irradiación.

Este estudio exhibe el potencial que posee el láser pulsado de Er:YAG como auxiliar en tratamientos odontológicos, como limpieza dental y caries.

Agradecimientos:

Al CNyN-UNAM por brindar todas las facilidades otorgadas para la realización de este trabajo, al proyecto PAPIME PE100409 por el apoyo otorgado para la estancia Jóvenes a la investigación 2009 y al Dr. Enrique Sámano por todo el conocimiento brindado, apoyo y paciencia incondicionales.


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 4Estudio de las propiedades estructurales, morfológicas y eléctricas

del multiferróico Bi0.75Sr0.25FeO3

Gabriela de la O a, Carlos Ostos b, Jesús M. Siqueiros b a ITESM, Monterrey, Nuevo León

b Centro de Nanociencias y Nanotecnología, UNAM. Ensenada, B.C.

Los materiales multiferróicos son de gran interés debido a sus posibles aplicaciones tecnológicas en dispositivos magnetoeléctricos y magneto-ópticos, sensores, entre otros. El BiFeO3 (BFO) es una perovskita considerada como multiferroico debido a la coexistencia de sus propiedades ferroeléctrica (TC≈1100 K) y antiferromagnética (TN ≈ 640 K) [1]. Sin embargo, el BFO es un material metaestable y presenta problemas en su síntesis por la formación de fases secundarias de óxidos ternarios como el Bi25FeO39 and Bi2Fe4O9 [2]. La substitución química parcial del bismuto por un elemento de tierra rara o alcalinotérreo es una forma de estabilizar la fase del BFO, además este tipo de substitución iónica puede mejorar sus propiedades magnéticas. En este caso, se recurre a la substitución parcial del bismuto por estroncio en el sitio A de la estructura de la perovskita (ABO3) para estabilizar la fase e inducir una respuesta magnética, obteniendo un compuesto del tipo Bi1-xSrxFeO3 (Sr:BFO) [3]. En este trabajo se estudió el compuesto Bi0.75Sr0.25FeO3 sintetizado mediante el método de reacción de estado sólido (SSR: Solid State Reaction) a partir de los precursores Bi2O3, Fe2O3 y SrCO3. La mezcla previamente homogeneizada se calcinó directamente a 800°C por 20 minutos. El polvo calcinado se prensó en forma de pastillas y se sinterizó a 1000°C por 20 minutos más. En ambos procesos térmicos se realizó un enfriamiento rápido al aire. Las pastillas sinterizadas se recubrieron con plata para obtener un condensador del tipo Ag/Sr:BFO/Ag. Mediante la técnica de difracción de rayos X (XRD) se observó la obtención de la perovskita Bi0.75Sr0.25FeO3 como fase única. La morfología del compuesto sinterizado se estudió a través de la técnica de microscopía electrónica de barrido (SEM). El análisis de la permitividad dieléctrica contra la temperatura permitió observar un comportamiento relaxor con una transición de fase para-ferroeléctrica (TC) cercana a 250°C a 1 KHz. El estudio de las pérdidas dieléctricas (tan δ) del compuesto evidenció un comportamiento conductor. El estudio de la conductividad a partir de los diagramas Cole-Cole obtenidos mediante espectroscopia de impedancias, permitió comprobar la alta conductividad del Sr:BFO comparado con el BFO sin dopar. Por último, se demostró el comportamiento ferroeléctrico del material mediante la obtención de los lazos de histéresis de polarización contra campo eléctrico (P-E) con el equipo de la Radiant Technologies. Con base en los resultados expuestos se concluye que el estroncio estabiliza la fase del BFO y modifica notablemente sus propiedades dieléctricas. El compuesto Bi0.75Sr0.25FeO3, obtenido en este trabajo mediante el método SSR, presentó una transición TC por debajo del BFO sin dopar y un comportamiento ferroeléctrico a temperatura ambiente con una elevada conductividad. Este estudio es una primera etapa para la comprensión de la naturaleza y los mecanismos de conducción que rigen al multiferróico BiFeO3 cuando es dopado con estroncio. Agradecimientos al proyecto PAPIME PE100409. [1] Scott, J.F., et. al. Nature, 2006, 442, 759-765. [2] Selbach, S. M., et. al. Chem. Mater., 2009, 21, 169-173. [3] Ederer, C., et. al. Phys. Rev., B., 2001, 71, 060401.


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 5Modificación de películas de organosilano para la deposición electroquímica de

polianilina

Escalante Alcaraz Nancy Lanette1, Castro Beltrán Andrés2, Cruz Silva Rodolfo3 y Castillón Barraza Felipe4

1Instituto Tecnológico de Los Mochis, Los Mochis, Sinaloa, México, 2Centro de Investigación

Científica y de Estudios Superior de Ensenada, Ensenada, BC., México, 3Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Morelos, México y 4Centro de Nanociencias y

Nanotecnología de la Universidad Autónoma de México, Ensenada, BC., México.

Se modificó la superfície de electrodos transparentes de óxido de estaño e indio (ITO, por su acrónimo en inglés) por una monocapa auto-ensamblada de Metil-trimetoxi-silano (MTS). La voltametría cíclica de MTS mostró la forma típica de un monómero confinado a la superficie debido a la oxidación de las unidades de anilina. Este proceso dio como resultado una polianilina bidimensional con un espesor de película de 908.926 nm, tal y como se midió por perfilometría. La técnica espectroscópica de UV-visible confirma la formación de un polímero conjugado. Se estudió la modificación de la superficie de ITO. Se incrementó la velocidad inicial de oxidación de polianilina en los electrodos de ITO modificados con el MTS, aunque la velocidad de formación total fue mas baja comparada con lo electrodos de ITO sin modificar. Se crecieron películas de grano pequeño en la superficie de los electrodos de ITO, comparados con los electrodos sin modificar. Se propone un efecto de bloqueo debido al espaciador para explicar la reducción de la transferencia de electrones en los electrodos modificados con MTS.

La polimerización electroquímica de monocapas auto-ensambladas de polianilina ha recibido una gran atención debido a su potencial como una tecnología emergente, como electrónica orgánica, sensores y nanotecnología. La formación de monocapas portando monómeros electroatractivos provee un método eficiente para controlar la dimensionalidad y orden de los monómeros confinados a la superficie de los electrodos. Una vez ensambladas, estas monocapas pueden ser oxidadas electroquímicamente y transformadas en una película polimérica bidimensional. Es común el utilizar monómeros confinados en la superficie para alterar el depósito electroquímico de un polímero análogo, tanto para mejorar las propiedades mecánicas y la estabilidad electroquímica de la película. [1,2] La formación de monocapas auto-ensambladas es comúnmente hecha utilizando compuestos basados en tioles, los cuales se conoce que forman monocapas de buena calidad en electrodos recubiertos de oro [3]. La anilina, es probablemente uno de los monómeros mas estudiados en sistemas confinados en la superficie, habiendo el método de una sola etapa y el método de monocapas no electro-atractivas. Agradecimientos: los autores agradecen a M.C. Eric Flores Aquino y al Ing. Israel Gradilla por su ayuda técnica para el desarrollo de este trabajo. También se agradece el apoyo a través de los proyectos CONACYT 50547 y 50313, del proyecto PAPIME PE100409 además del proyecto PAPIIT IN110208-3. Referencias [1] R.A. Simon,A.J. Ricco,M.S.Wrighton, J.Am. Chem. Soc. 104 (1982) 2031. [2] E. Smela, Langmuir 14 (1998) 2996. [3] C.D. Bain, E.B. Troughton, Y.T. Tao, J. Evall, G.M. Whitesides, R.G.Nuzzo, J. Am. Chem. Soc. 111 (1989) 321.


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 6Síntesis de nanorodillos de ZnO por el método hidrotermal

Roberto González Rodríguez1, Manuel Herrera Zaldívar2

1Universidad de las Américas Puebla, Cholula Puebla 2Centro de Nanociencias y Nanotecnología-UNAM Ensenada, BC

El ZnO posee propiedades catalíticas, semiconductoras, optoelectrónicas y piezoeléctricas que le convierten en uno de los materiales más prometedores para la fabricación de dispositivos emisores de luz, transistores, láseres UV, sensores químicos, guías de onda, y celdas solares1. Dado que la síntesis de nanoestructuras de este semiconductor posibilita el incrementar su brecha de energía prohibida y su eficiencia cuántica,2 existe un enorme interés por mejorar los método de crecimiento actuales. Entre los métodos químicos para la síntesis de nanoestructuras de ZnO se encuentra el método hidrotermal, que ofrece las ventajas de ser económico, operar a baja temperatura (100 C) y permitir sintetizar una gran variedad de nanoestructuras impurificadas con otros elementos.3,4 Las desventajas de este método radican principalmente en la incorporación indeseada de impurezas y en la inhomogeneidad de la morfología de las nanoestructuras obtenidas. En este trabajo se hace un estudio sobre el efecto del pH, del tipo de surfactante usado y la concentración de este en la síntesis hidrotermal de nanorodillos de ZnO. Las muestras obtenidas fueron caracterizadas por microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía de energía dispersa (EDS) y Catodoluminscencia (CL). Se demuestra que el efecto del surfactante impacta de manera significativa en la morfología de los nanorodillos, ya que a bajas concentraciones se obtiene una morfología irregular de los cristalitos de ZnO, mientras que el surfactante a altas concentraciones impide la nucleación del ZnO. Hemos demostrado además que el pH modifica ligeramente la morfología de los nanorodillos. A pH = 13 se obtuvieron estructuras con forma de agujas de 3-4 micras de longitud, y a pH = 14 se obtuvieron nanorodillos con forma de conos truncados. Nuestro estudio de CL reveló que los nanorodillos presentan una emisión de borde de banda centrada en 390 nm y una intensa emisión de defectos centrada en 600 nm. Los nanorodillos sintetizados con 12 ml de surfactante (etilen diamina) y pH = 13 presentan una mayor intensidad relativa de la emisión de borde de banda, lo que indica que poseen mayor calidad cristalina que los sintetizados con diferentes concentraciones de surfactante. Este resultado se soporta en la homogeneidad morfológica de los nanorodillos observada por SEM. Agradecimientos Proyecto PAPIME PE100409, PAPIIT-UNAM (IN107208). Referencias: [1] Joydepp Dutta, Sunandan Baruah, “Hydrothermal growth of ZnO nanostructures”, Science and Technology of Advanced Materials 10 (2009) 013001 [2] Yu C. Chang and Lih j. Chen. “ZnO nanoneedles with enhanced and sharp ultraviolet cathodoluminescence peak”, J Phys. Chem. C 2007, 111, 1268-1272. [3] Young Mu Oh, Kyung Moon Lee, Kyung Ho Park, “Correlating Luminescence from individual ZnO Nanostructures with electronic Transport Characteristics”, Nanoletters 2007, Vol 7, No. 12 3681-3685. [4] L. N. Dem’yanets, T. G. Uvarova, “Zinc Oxide: Hydrothermal growth of nano and bulk crystals and their luminescent properties”, J. Mater Sc. 41 (2006) 1439-1444


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 7Análisis químico-estructural de un LED de InGaN/GaN

A. J. Gutiérrez Gómez1, W. de la Cruz Hernández2, O.E. Contreras López2, L. Morales de la

Garza2 1Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías (CUCEI), Universidad de

Guadalajara; Av. Marcelino García Barragán #1421, C.P. 44430, Guadalajara, Jalisco, México.

2 Universidad Nacional Autónoma de México, Centro de Nanociencias y Nanotecnología; Km 107 Carretera Tijuana-Ensenada, Apdo. Postal 356, C.P. 22800, Ensenada, Baja

California, México.

En este trabajo analizamos un LED (del inglés Light Emitting Diode) que es un dispositivo que tiene un amplio uso en la actualidad. Podemos localizarlos en cualquier tipo de aplicaciones; de encendido/apagado, semáforos y otros dispositivos de señales de tránsito, en pantallas de cristal liquido, como celulares o calculadoras, entre otros usos similares[1]. En específico, analizamos un LED que emite en el azul de InGaN/GaN dopado con Mg y depositado sobre sustrato de Si(111) [2]

Mediante la Espectroscopía de Electrones Auger (llamada AES Auger Electron Spectroscopy por su nombre en inglés) obtenemos información acerca de la composición de la muestra, la cual está estructurada por multicapas, algunas de estas del orden de 20 nm. El dispositivo LED analizado tiene un dopaje de 1019 átomos de Mg por cm3 lo que representa una cantidad muy por debajo de la sensibilidad de AES, por lo que el Mg fue detectado mediante la Espectroscopía de Masas de Iones Secundarios (SIMS, Secondary Ion Mass Spectroscopy por su nombre en inglés).

Se llevó a cabo un perfil de composición empleando erosión iónica, con Iones de Argón, y monitoreando las señales de los elementos del dispositivo, Ga, N, In, y Al, este último se encuentra en una capa muy delgada y no se detectó durante la erosión iónica.

Al finalizar la erosión iónica se obtuvieron espectros Auger de las diferentes zonas del cráter formado, y se observó claramente las diferentes capas del LED en donde se aprecia la presencia de Al. Se obtuvo una imagen de SEM (del inglés Scanning Electron Microscopy), en donde observamos la dimensión del cráter del orden de 120 μm y se aprecia el contraste de las diferentes capas del dispositivo. El Si no se observó ya que no se llegó hasta el sustrato durante la erosión iónica. Finalmente, se muestra la utilidad de AES y SIMS para el análisis químico estructural de superficies.

Agradezco al Dr. Leonardo Morales, Dr. Wencel de la Cruz, Dr. Oscar E Contreras y al Ing. Israel Gradilla por sus atenciones y su tiempo, al personal del CNyN por su amabilidad y al proyecto DGAPA-PAPIME PE100409 por hacer esto posible. [1] http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_LED [2] “Bright, Crack-Free InGaN/GaN Light Emitters on Si (111)”, A. Dadgar, et al., Phys. Stat. Solidi, (a) 192, No. 2, 308-313, (2002) Centro de Nanociencias y Nanotecnología de la UNAM Ensenada, BC, México

Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 8Estudio de las Características Estructurales y Electrónicas del Nitruro de Zinc

Fabian Herrera Rodríguez 1 Dra. Guadalupe Moreno Armenta2

Universidad Autónoma de Baja California; Fac. de Ciencias Químicas e Ingeniería; Tijuana, B. C. México1

Centro de Nanociencias y Nanotecnología; UNAM, Ensenada, B.C. México2

Los compuestos del zinc son muy investigados, debido a sus significativas propiedades. El óxido de zinc (ZnO), es un semiconductor con banda prohibida directa de alrededor de 3.2 eV, ha recibido la atención durante mucho tiempo por sus aplicaciones: como dispositivos ópticos, sensores de gas, electrodos conductores trasparentes, dispositivos optoelectrónicos con emisión en el intervalo de longitudes de onda cortas y ventanas ópticas, usadas en celdas solares. Actualmente la investigación del nitruro de zinc (Zn3N2) se ha incrementado motivado por aplicaciones potenciales en la ingeniería de dispositivos. Por ejemplo los nanoalambres de Zn3N2 presentan emisión en el azul. Este compuesto puede ser oxidado para obtener oxinitruros de zinc con lo cual se puede modificar la banda prohibida de ambos compuestos (ZnO y Zn3N2) obteniendo nuevas propiedades. En este proyecto se realizaron cálculos ab initio para el volumen, la energía total y las propiedades estructurales y electrónicas del compuesto: Zn3N2, como una variante del mismo se realizaron los mismos cálculos para el compuesto Oxinitruro de Zinc (Zn6N3O1). Como primera parte se estudiará el compuesto Zn3N2, del cual ya existen trabajos reportados. Posteriormente el trabajo estará enfocado a estudiar los cambios electrónicos que ocurren en la red del nitruro de zinc al ir incorporando el oxigeno. Se estudiaron sus propiedades electrónicas, esto es con la finalidad de analizar los cambios que ocurren en el sistema conforme se sustituyen oxígenos por nitrógenos (Zn6N3O1). Agradecimientos: Al Dr. J. M. Quintana por hacer difusión e invitación a este evento en la UABC, al Dr. Gerardo Soto por su asistencia técnica, al comité organizador de jóvenes a la investigación por brindarme la oportunidad de ser participe del evento, al Proyecto PAPIME PE100409 y al centro de supercómputo DGSCA-UNAM. REFERENCIAS: Masanobu Futsuhara, Katsuaki Yoshioka, Osamu Takai, “Structural, electrical and optical properties of zinc nitride thin films prepared by reactive rf magnetron sputtering” Thin Solid Films 322 1998. 274–281. Fujian Zong,a Honglei Ma, Jin Ma, Wei Du, Xijian Zhang, Hongdi Xiao, and Feng Ji, Chengshan Xue “Structural properties and photoluminescence of zinc nitride nanowires” APPLIED PHYSICS LETTERS 87, 233104 2005


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 9Nuevo Material Luminiscente con Emisión en Verde

Gustavo Hirata Acosta 1, Manuel R. Romero1, Carlos E. Rodríguez2, G. A. Hirata Flores 2.

1 Facultad de Ciencias. Universidad Autónoma de Baja California (UABC). Km. 106 Carr. Tijuana-Ensenada, apartado postal 1880, 22800 Ensenada B.C. 2 Centro de Nanociencias y Nanotecnología-UNAM. Km. 107 Carretera Tijuana-Ensenada, Apdo. Postal, 356, CP. 22800, Ensenada, B.C. México.

Se prepararon tres muestras en polvo de aluminato de europio por medio de la técnica de síntesis por combustión asistida con presión, las presiones iníciales para cada una de las tres muestras fueron 200, 400 y 500 psi, respectivamente. Posteriormente, los polvos se sometieron a un proceso de reducción, el cual consistió de un tratamiento térmico 1100°C durante 1 hr bajo un flujo constante de H2.

Para caracterizar los polvos, se utilizaron las técnicas de difracción de rayos-X (DRX)

y fotoluminiscencia (FL) y Microscopía Electrónica de Barrido (MEB). Los patrones de DRX de las muestras antes de la reducción exhiben la formación de dos fases: una hexagonal y otra ortorrómbica, las cuales corresponden a los compuestos Eu(OH)3 y EuAlO3, respectivamente. Después del proceso de reducción, los patrones de DRX mostraron principalmente la fase ortorrómbica, no obstante se observaron reflexiones cristalográficas de la fase monoclínica EuAl2O4. Los análisis de luminiscencia de las muestras antes de la reducción presentan los picos de emisión asociados al ión Eu3+ y revelan una emisión en rojo debido a las transiciones interatómicas de este ion; la longitud de emisión se encuentra centrada en λem = 615 nm al ser excitada con luz ultravioleta de onda larga (UVL) λexc= 398 nm. Las muestras después del proceso de reducción, emiten en el color verde, con un máximo de emisión centrado en λem = 520 nm, haciéndose evidente la reducción del ión Eu3+ a Eu2+; se observa un pico ancho de excitación centrado en λexc=398 nm. De acuerdo a los resultados de luminiscencia, el material estudiado en esta investigación es un buen candidato para aplicaciones en lámparas de estado sólido de luz blanca.

Agradecimiento al proyecto PAPIME PE100409 Referencias [1] G. Schierning, et al. Phys. Stat. Sol. (c), 2, 109 (2005). [2] G. A. Hirata, F. E. Ramos, and J. McKittrick,. Opt. Mater., 27[7] 1301-4 (2005). [3] Yu. Zorenko et al. Radiation Measurements 42 (2007) 652 – 656. [4] Blasse G. y B.C. Grabmaier.. “Springler-Verlang. Primera edición. Berlin (1994).


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 10SINTESIS DE PELICULAS DE NITRURO DE RENIO POR PULVERIZACION CON

MAGNETRON: ESTUDIO PRELIMINAR NATALIA JIMENEZ LOPEZ1, GERARDO SOTO HERRERA2, PHILIPPE CHARLES

ROBIN2 1Instituto tecnológico de chihuahua (ITCH) Av. Tecnológico #2909 col. 10 de mayo C.P.

31310 Chihuahua Chihuahua México. 2Centro de Nanociencias y Nanotecnología (CNyN) Carr. Tijuana-Ensenada km. 107

Ensenada Baja California México. La ciencia y la ingeniería siempre han estado en busca de nuevos materiales para aplicaciones específicas y con mayores ventajas. Esta vez se han estado realizando investigaciones para encontrar nuevos materiales que tengan propiedades muy similares a las del diamante, sobre todo en busca de su extraordinaria dureza. El diamante, sabemos que por sus propiedades físicas y químicas tienen una dureza de aproximadamente 75 GPa y puede llegar a soportar muy altas temperaturas, lo cual lo hace muy atractivo para diversas industrias. Hay dos maneras de producir materiales superduros, que sean extremadamente difíciles de comprimir o resistentes a la deformación, propiedad que resulta muy necesaria para la dureza. Una manera, como mencionamos, es imitar al diamante, y la manera de imitarlo es usar carbono combinándolo con nitrógeno o usando alguno de estos elementos para mantener enlaces cortos. La otra es encontrar metales que ya sean incompresibles e intentar hacerlos duros. La elección del renio fue por su incompresibilidad y sus propiedades químicas, su configuración electrónica Xe4f145d56s2, puede lograr una excelente hibridación con el nitrógeno, debido al tamaño de este y por las fuerzas electroestáticas y llegar a mantener una estructura en equilibrio, el resultado de esta hibridación es el enlace covalente que hace que incremente la plasticidad y su punto de fusión. La síntesis de esta película se realizo por medio de la técnica de sputtering/magnetrón utilizando gas argón como gas inerte y nitrógeno como gas reactivo depositada sobre un sustrato de silicio. La confirmación de la película de nitruro de renio se realizo mediante espectroscopia de rayos X y microscopia electrónica de barrido. Las posibles aplicaciones pueden ser muy vastas y variadas, sin embargo, las más usuales pueden ser en recubrimientos para herramientas de corte y en la fabricación de elementos para la industria aeroespacial. Agradecimientos al proyecto PAPIME PE100409.


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 11Depósito de MoCyNx por Erosión Catódica Reactiva con Magnetrón DC

Alejandro Lizárraga1 Phillipe Robin2 Enrique Sámano2

1Universidad Autónoma de Baja California Facultad de Ingeniería Mexicali, B. C. 2Centro de Nanociencias y Nanotecnología UNAM Ensenada, B. C.

Con el desarrollo de las nanociencias uno de los conceptos que se tuvo que redefinir fue el de superficie, pues ahora podemos entender que juega un papel crucial y que corresponde a una parte tangible del material que puede representar desde las primeras líneas de átomos hasta algunos nanómetros de éste. Además, es posible aprovechar sus propiedades en el desarrollo de nuevas aplicaciones. Una de estas aplicaciones es la de las películas delgadas. Se pueden emplear para la fabricación de recubrimientos reflejantes o antireflejantes, materiales fotosensibles, celdas fotovoltaicas, fabricación de semiconductores, maximización de la integración de circuitos, optimización de propiedades mecánicas y tribológicas, etc. Uno de los métodos para la síntesis de estos recubrimientos con una tasa de depósito alta es una de las técnicas de tipo PVD (Physical Vapor Deposition) conocida como erosión catódica reactiva por magnetrón o sputtering reactivo por magnetrón. Ésta técnica consiste en erosionar un blanco en una cámara de ultra alto vacío donde se puede bombear un flujo constante de algún gas reactivo. El objetivo de este trabajo es, por medio de sputtering reactivo, formar una película de carbonitruro de molibdeno (MoCyNx), tomando como base la estructura del nitruro de molibdeno (MoNx) hasta llegar al carburo de molibdeno (MoCx); tratando de cambiar nitrógenos por carbonos en la red. Con la finalidad de mejorar las propiedades mecánicas y/o tribológicas del nitruro de molibdeno. Para la síntesis de la capa se trabajó a presión total constante de 5 mTorr y se utilizaron como gases reactivos el nitrógeno (N2) y el metano (CH4) al 30 %, variando la proporción entre el N2 y el CH4. Una vez hecho el depósito, se hicieron los estudios pertinentes (AES, XRD, Nanoidentación) para determinar las propiedades y estequiometria de las capas. En los espectros Auger se encontró la presencia de Mo, C y N. De los análisis de rayos X, encontramos que la estructura corresponde a una de tipo fcc; i.e. grupo espacial 225. La dureza de los recubrimientos donde las concentraciones de carbono eran más bajas se encontró alrededor de los 28 GPa y el módulo de Young cerca de los 300 GPa. Concluyendo que el material tiene excelentes propiedades mecánicas. Donde la cantidad de carbono era mayor, se baja la dureza, pero está comprobado en otros materiales que al agregar más carbono a la red y al bajar la dureza, disminuye el coeficiente de fricción del material. Agradecimientos: A mis padres a quienes les debo la vida. Al Dr. Phillipe Robin por su extraordinario apoyo durante el proyecto y a su alumno Felipe Ramírez. Y por supuesto a los organizadores del proyecto por brindarme la oportunidad. Proyecto PAPIME PE100409.


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 12HIDRODESULFURIZACIÓN DE DIBENZOTIOFENO SOBRE EL SISTEMA

Ga(x)-WS2

D.I. Lopez-Coronel1, T.A. Zepeda2 y A. Olivas2 1Facultad de Químico farmacobiología-UMSNH, Tzintzuntzan #173, Col. Matamoros,

C.P. 58240, Morelia, Michoacán, México. 2CNyN-UNAM, Km 107 carretera Tijuana-Ensenada, C.P. 22800 Ensenada, B.C., México.

La hidrodesulfurización (HDS) de las fracciones pesadas del petróleo es uno de los

procesos más importantes en la industria moderna de la refinación, debido al incremento continuo en el contenido de azufre presente en los destilados del petróleo y a las severas restricciones ambientales impuestas sobre el contenido de azufre permitido en los combustibles líquidos [1-3]. Esto ha llevado a la búsqueda de catalizadores más activos y selectivos para la hidrodesulfurización de los destilados del petróleo. Para esta finalidad, se han realizado diversas investigaciones con el propósito de mejorar la actividad de los catalizadores empleados para la HDS [3-7]. Uno de los desarrollos más importantes ha sido la síntesis de una nueva generación de catalizadores autosoportados para esta reacción. Estos catalizadores han mostrado tener un gran potencial de aplicación en la industria moderna de la refinación [4-6]. Sin embargo, numerosos efectos tales como la adición de aditivos a estos sistemas no ha sido estudiada con profundidad. En particular, el efecto del Ga como promotor catalítico de sulfuros de metales de transición autosoportados no ha sido reportado.

En el presente trabajo se reportan estudios preliminares del efecto de la adición de Ga al catalizador autosoportado WS2 sobre la actividad catalítica en la hidrodesulfurización de dibenzotiofeno. Las muestras fueron caracterizadas mediante los métodos SBET, Difracción de rayos-X (DRX), Microscopia Electrónica de Barrido (MEB) y Espectroscopia de Dispersión de Energía (EDS). Los resultados de XRD revelaron que el Ga no interacciona con el WS2 y las micrografías de MEB mostraron que los nano-cristales de Ga son distribuido por toda la superficie del disulfuro de tungsteno. Además la adición de Ga favorece la sulfurabilidad de las muestras reduciendo el contenido de las especies oxidadas de W. La presencia de Ga incrementó el área superficial, disminuyó el tamaño de cristal del WS2 y mejoro considerablemente la actividad catalítica en la reacción de la hidrodesulfurización de dibenzotiofeno. Además se encontró que la presencia de Ga favorece la habilidad hidrogenante de las muestras. Agradecimientos: Al proyecto PAPIME PE100409, al CNyN por la hospitalidad y las facilidades brindadas durante la estancia, a la Dra. A. Olivas y al Dr. T. A. Zepeda por su apoyo y orientación, a Eloísa Aparicio, Israel Gradilla, al CONACyT por el apoyo recibido y a mi familia por su apoyo incondicional en todo momento. Referencias. [1] H. EP directive 2003/17/EC, Off. J. Eur. Union L76, 46 (2003) 10. [2] H. Topsøe, B.S. Clausen, F.E. Massoth, In Hydrotreating Catalysts: Science and Technology, Springer, Berlin, (1996) p. 310. [3] D.D. Whitehurst, T. Isoda, I. Mochida, Adv. Catal. 42 (1998) 345. [4]I.V. Babich, J.A. Moulijn, Fuel 82 (2003) 607. [5] R. Shafi, G.J. Hutchings, Catal. Today 59(3-4) (2000) 423. [6] V. Meille, E. Schulz, M. Lemaire, M. Vrinat, J. Catal. 170 (1997) 29. [7] W.R.A.M. Robinson, J.A.R. van Veen, V.H.J. de Beer, R.A. van Santen, Fuel Proc. Technol. 61 (1999) 89.


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 13Estructura electrónica de un sistema unidimensional

Oliver M. López Valencia1, Catalina López Bastidas2

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Campus Monterrey1 Centro de Nanociencias y Nanotecnología UNAM, Ensenada B.C.2

Se considera un electrón en un alambre sólido. En este trabajo se encontró la relación entre la energía y el vector de onda de Bloch. El momento cristalino, o vector de Bloch es un número cuántico característico de la simetría traslacional del potencial periódico, de la misma manera que el momento p es un número cuántico característico de la mayor simetría traslacional de un electrón en un potencial libre. El arreglo periódico de los átomos que componen el alambre forma una red de Bravais, la cual es un arreglo periódico en el que las unidades repetidas del cristal son acomodadas. El potencial que se consideró en el trabajo se muestra en la ecuación (1), donde el arreglo queda definido por el vector “a”. El método consiste en obtener la transformada de Fourier, el cual esta representado por el vector “G” de periodicidad formando la red recíproca. La función de onda para el electrón se expresa, gracias al teorema de Bloch, como el producto de una onda plana y una función periódica. Al insertar esta función de onda en la ecuación de Shcrödinger el resultado es un conjunto de ecuaciones lineales (2), cuya representación en forma matricial es del orden de elementos en la base utilizada para la expansión de la función de onda. La solución al sistema existe si y sólo si el determinante de dicha matriz es nulo. Esta condición permite encontrar la relación entre las energías permitidas E y el momento cristalino*, obteniendo entonces la estructura electrónica del alambre. Se encuentra que las transiciones entre bandas electrónicas o gaps aparecen en los valores de G/2 para k. Se agradece el apoyo del proyecto PAPIME PE100409, Dra. Catalina López, Dr. Alfonso Serrano y Dr. Julio Cesar Gutierrez. [1] Ashcroft, N. W. and Mermin, N. D., Solid State Physics, Saunders, 1976.


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 14Caracterización de Condensadores Lineales

Amelia Luna Puente1, Jesús L. Heiras2

1 Universidad Autónoma de Baja California 2 Centro de Ciencias de la Materia Condensada, Universidad Nacional Autónoma de México

Los condensadores están presentes en casi todos los aspectos de la vida. Se utilizan para producir campos eléctricos, son elementos que forman parte de prácticamente todos los circuitos eléctricos y también se usan para transformar y recibir señales de radio y TV. En memorias para computadoras se usa uno por cada bit, de manera que una memora de 2 GBytes tendrá 16 mil millones de condensadores. Existen condensadores lineales y no-lineales; los condensadores lineales son aquellos en que su relación carga - voltaje es la ecuación de una línea recta con pendiente C (valor de la capacitancia). La fabricación de condensadores es una industria próspera y muy activa que utiliza tecnología de punta. En este experimento se instaló el equipo “Radiant EDU”, una unidad de laboratorio que consiste en un generador de onda, un electrómetro, y un osciloscopio integrados en una sola unidad y controlada por un microprocesador que recibe órdenes de una computadora a través de comunicaciones USB. La primera fase del proyecto consistió en familiarizarse con las capacidades y el funcionamiento del equipo haciendo medidas de un condensador ferroeléctrico (altamente no lineal). Posteriormente se fabricó un condensador a partir con una tarjeta de circuito impreso: una placa de fenólico laminado FR4 con revestimiento de Cu por ambos lados. A las tapas conductoras se soldaron alambres para conectarlo al equipo. El experimento se configura suministrando los datos del condensador (área y espesor), así como el voltaje máximo y el periodo de la señal por aplicarse. Se graficó Polarización vs. Voltaje y Capacitancia vs. Voltaje, para así obtener mediante y análisis de gráficas la capacitancia resultante. Se utilizaron valores del periodo de 10 milisegundos, 100 milisegundos y 1 segundo, con objeto de observar el efecto del ruido sobre la medida. Las medidas iniciales mostraron señales con mucho ruido por lo que se optó en usar una “Caja de Faraday” para eliminarlo; la señal seguía siendo ruidosa por lo que la Caja de Faraday se forró con papel aluminio. También se midieron varios condensadores cerámicos comerciales. Las mediciones se comparan para cada una de las condiciones experimentales. Los resultados se discutirán y analizarán en detalle. Se concluye que es sobresaliente que se pueda obtener el valor de la capacitancia en una medida que a primera vista es sumamente ruidosa. Además, en los experimentos se observa claramente como algunas medidas son artificios y no tienen nada que ver con las supuestas características ferroeléctricas de las muestras. Se agradece el apoyo a el proyecto PAPIME PE100409 y al Dr. Jesús L. Heiras, por el apoyo y la paciencia brindada. Bibliografía: *Physics and theory of ferroelectric (Radiant EDU) *Experiments of Radiant Edu *Simple Capacitance (Radiant EDU)


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 15Elaboración del multiferroico de YCrO3

Azarahel Mendoza L.1, Ma de la Paz Cruz J.2

1 Facultad de Ingeniería. Universidad Autónoma de Baja California (UABC). Blvd. Benito Juárez s/n, Mexicali, B. C., México, C. P. 21900

2 Centro de Nanociencias y Nanotecnología (CNyN)-UNAM, Km. 107, carretera Tijuana-Ensenada, Ensenada, B. C., México, C. P. 22860

Los multiferroicos magnetoeléctricos, materiales que presentan ferroelectricidad y ferromagnetismo, han despertado un gran interés científico y tecnológico debido a los fenómenos físicos que involucran y a sus aplicaciones potenciales. Sin embargo, puesto que el magnetismo y la ferroelectricidad son fenómenos aparentemente excluyentes, hay muy pocos materiales que los presentan simultáneamente, uno de ellos es el YCrO3, del cual aún existen muchas incógnitas por resolver; por ejemplo, no se ha explicado bien el origen de su débil comportamiento ferroeléctrico; pero más aún, ni siquiera se ha llevado a cabo un estudio cuidadoso de su proceso de síntesis. Al respecto, en el CNyN se han realizado ya los estudios sobre la influencia de la temperatura de síntesis y presión usada, en las características de pastillas cerámicas de YCrO3 elaboradas por el método de reacción al estado sólido. De estos estudios se encontró que 1300°C es la temperatura óptima de sinterización a la que se obtiene el compuesto libre de fases secundarias. Se observó también que el aumento de la temperatura de sinterización (hasta 1450°C) no afecta la fase cristalina, y sí genera muestras más densas y con una mayor permitividad. Por ello, en este trabajo se elaboraron pastillas con el mismo método descrito, pero aumentando la temperatura de sinterización a 1550°C. Las cerámicas presentan la fase cristalina deseada, según la interpretación de los espectros de difracción de rayos-X; están libres de contaminantes, lo que se constató mediante la espectroscopia de dispersión de energía (EDS); efectivamente son más densas, con ~75% de la densidad teórica; y tienen granos más uniformes y con mejor contacto, según las micrografías obtenidas por la microscopía electrónica de barrido (SEM). Y aunque será necesario elaborar y caracterizar nuevamente la muestra, ya que la curva de permitividad Vs. temperatura muestra una discontinuidad propia de una cerámica fracturada, estos resultados son alentadores por que en dicha curva se observa el pico característico del comportamiento ferroeléctrico buscado. Se agradece el apoyo técnico de Martha. E. Aparicio, Pedro Casillas e Israel Gradilla. Trabajo financiado parcialmente por PAPIME PE100409; PAPIIT-UNAM, Proy. IN107708 e IN102908; y CONACYT, Proy. 82503


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 16Estudio de la Estructura de Cuerno de Borrego Cimarrón mediante Microscopía de

Transmisión de Electrones

G.V. Nájera-Romero1, A.B. Castro-Ceseña2 y G.A. Hirata-Flores3

(1) Universidad de Guadalajara, Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías; Blvd. Marcelino García Barragán #142, Guadalajara, Jalisco, México.

(2) Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Km.107 Carretera Tijuana-Ensenada, Ensenada, B.C., México.

(3) Centro de Nanociencias y Nanotecnología; Km.107 Carretera Tijuana-Ensenada, Ensenada, B.C., México.

Los materiales bioinspirados representan hoy día una de las principales metas

perseguidas por los investigadores, pues pretende no sólo crear un material, sino tomar el

ejemplo de la naturaleza tratando de imitar sus características ideales. El estudio de

materiales biológicos duros provee información de cómo los organismos ajustan su

microestructura y condiciones de crecimiento para tener propiedades superiores en su

constitución. Los cuernos de borrego cimarrón poseen características estructurales y

mecánicas que les permite ser muy fuertes debido a los impactos extremos que llegan a

ocurrir entre estos animales [1]. A través de un Microscopio Compuesto se observó la

estructura a microescala del cuerno de borrego cimarrón, los detalles a nanoescala se

conocieron mediante Microscopía de Transmisión de Electrones (TEM). Para el estudio por

TEM, la muestra de borrego cimarrón se cortó en secciones superior, lateral y frontal; se fijó

con glutaraldehído y solución de fosfatos y OsO4; luego, se deshidrató la muestra y se

embebió en resina [2]. Se obtuvieron cortes de 70 nm con un ultramicrotomo y se post-

tiñeron con acetato de uranilo y citrato de plomo. Las imágenes observadas por microscopio

compuesto muestran, en el cuerno de borrego, túbulos embebidos en una matriz de queratina

paralelos a la dirección de crecimiento similares a los encontrados en cuerno de rinoceronte.

El análisis por TEM muestra fibras de un diámetro aproximado a 48 nm, que se infiere, se

tratan de los filamentos intermedios de queratina (parte proteica del cuerno) [3].

Agradecimiento al Proyecto PAPIME PE100409. [1] P.-Y. Chen et al. Acta Biomat. 2009 [2] Bozzola, John, et al; ELECTRON MICROSCOPY; Jones and Batlett Publishers; Second Edition; India, 1999. [3] Luca Tombolato. Comunicación Directa.


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 17Ultra Alto Vacío

Erik Olivos Flores,1Leonel S. Cota Araiza.2 [1]Instituto Tecnológico de Chihuahua, [2]CNyN-UNAM

La importancia del ultra alto vacío para el estudio de superficies radica en la necesidad de tener una superficie limpia y estable que se mantenga constante al menos durante el tiempo del estudio de la misma o durante el crecimiento de una película delgada. La superficie de un material es en sí un defecto estructural ya que rompe con la periodicidad de la estructura cristalina del material. Los átomos de la superficie al formar paparte de la ultima capa no están enlazados con más átomos en capas más externas y presentan niveles energéticos insatisfechos por lo que el acomodo atómico en esta ultima capa es distinto a la del interior del material y esto permite la formación de adsorbatos o compuestos en la superficie como óxidos, carburos, nitruros, etc. Aún a presiones bajas del orden de 10-6 torr, el tiempo requerido para formar una monocapa de átomos extraños adsorbidos en la superficie, resulta del orden de fracciones de segundo [1]. En este trabajo se presenta una descripción de algunos de los sistemas de bombeo que se utilizan para alcanzar ultra-alto vacío, como las bombas de adsorción, turbomolecular, iónica y de sublimación de titanio. Se incluye también una descripción de los principales medidores de vacío, como los de termopar, pirani y el medidor iónico. Agradecimientos al proyecto PAPIME PE100409 y al Doctor Leonel S. Cota Araiza. [1] N. W. Robinson, The Physical Principles of Ultra-high Vacuum Systems and Equipment. Centro de Nanociencias y Nanotecnología de la UNAM Ensenada, BC, México

Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 18Desarrollo de calzado innovador, modelo nano plata para pie diabético, pacientes con

VIH/SIDA y Soldados

Elmer Pineda Martínez 1 Gloria Amaya Corona 2 Nina Bogdanchikova 3Alma A. Aruela 4 Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (Morelia Michoacán México)

Universidad Autónoma de Baja California (Ensenada Baja California México) Centro de Nanociencias y Nanotecnología UNAM (Ensenada Baja California México)

El uso de la plata ha sido utilizado desde tiempo muy ambiguo, antiguas

civilizaciones como Grecia y Roma los utilizaban en utensilios de cocina, era un metal empleado en aplicaciones biomédicas (fines higiénicos y desinfectantes, siglo XIX, primeros productos para sustituir antibióticos) y nanotecnológicas (propiedades ópticas como decoración de objetos, siglo IV a XII), todo esto sin ser concientes de lo que ocurría ha esta encala nanométrica.

Apoyados en la literatura científica se han encontrado que los elementos químicos inorgánicos y en especial los metales juegan un papel crucial en los procesos biomédicos, algunos por que son esenciales en el organismo humano y otros por que son tóxicos. Precisamente, el efecto antibacteriano de los iones metálicos proviene de su gran similitud química con los iones esenciales que necesitan las bacterias para vivir ya que, la sencillez de la membrana celular permite que los iones metálicos confundan a los sistemas fisiológicos de la célula y logren ser transportados al citoplasma. La acción oligodinámica de algunos iones metálicos como los iones de plata (Ag), por ejemplo, es letal para las bacterias a concentraciones 1000 veces menor que los niveles a los cuales resulta toxico para los mamíferos.

Numerosos reportes de la actividad oligodinámica de la plata y su efectividad como

bactericida, fungicida, y algunas citas de aplicaciones antivirales de los iones de plata, se han probado que las nanopartículas y/o cúmulos de plata tengan estos efectos mencionados, pero son menos utilizados. Motivo por el cual se ha decidido tratar cueros de cordero con nanopartículas de plata para el desarrollo innovador de un calzado estéril, esto con finalidad de que personas con patologías como pacientes inmuno suprimidos, ejemplo pacientes con pie diabético y pacientes con VIH/SIDA usen este calzado para evitar infecciones bacterianas o alguna contaminación por hongos, pensando que también seria muy útil para soldados, alpinistas y personas de actividades forzadas durante largo tiempo.

En base a los resultados obtenidos se ha elaborado una parte de la patente mexicana e internacional, que puede mejorar la calidad de vida de 20 millones de diabético en México, así como pacientes de VIH/SIDA, soldados y personas de actividad forzadas y durante largo tiempo. Agradecimientos: Eric Flores, Mario Vega, Mayra Ramírez Camacho. Este proyecto fue apoyado por PAPIME PE100409 Referencias: R.L. Woodward, Review of the bactericidal effectiveness of silver woodward, journalof the american Water Works Association 55 (1963) 7881-886 Z. Guo and P.J. Salder, Metals in medicine, Angew. Chem. Int. Ed. 38 (1999) 1512-1531. http://www.euroresidentes.com/Blogs/noticias/2005/10/nanopartculas-de-plata-destruyen-los.html


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 19Efecto del Ho en las propiedades dieléctricas de cerámicas del compuesto multiferroico

Pb (Fe0.5Nb0.5)O3.

Gabriela Ramírez Corral1, Paola Góngora2, Oscar Raymond 3, Jorge Portelles 4 1 Instituto Tecnológico de Chihuahua, Ave. Tecnológico #2909 Tel: (614) 2-01 2000 C.P. 31310. 2 Posgrado Física de Materiales CICESE-U.N.A.M. 3Centro de Nanociencias y

Nanotecnología, U.N.A.M., Apdo. Postal 356, Ensenada, B. C. 22860, México. 4Facultad de Física Universidad Habana Cuba

Los materiales multifuncionales como el compuesto de una sola fase Pb(Fe0.5Nb0.5)O3 (PFN), donde coexiste un orden ferroeléctrico y antiferromagnético, son muy prominentes y tienen gran interés desde el punto de vista académico y tecnológico. Sin embargo, como fue establecido en anteriores trabajos, la presencia de Fe+2 y vacancias de oxigeno resultado de emplear el método cerámico tradicional, incrementa la conductividad eléctrica [1], las pérdidas dieléctricas, y la acumulación de carga espacial en las fronteras de grano, en detrimento de lograr las propiedades optimas. Una de las causas de la presencia indeseada de Fe+2 y vacancias de oxigeno es la pérdida del plomo durante los procesos de calcinación y sinterización. En este trabajo, se presenta un reporte de algunos efectos en tales propiedades al adicionar pequeñas cantidades de tierras raras en la síntesis de tales compuestos. En particular, para este trabajo fue escogido el Holmio tanto por la afinidad en radio iónico y electronegatividad con respecto al plomo, así como el hecho que de todas las tierras raras el holmio cuenta con el mayor momento magnético. Las cerámicas fueron preparadas por el método tradicional igualmente a las muestras estudiadas previamente, empleando las cantidades estequiométricas de reactivos correspondientes para formar PFN al que se le adicionó un 1% molar de Ho añadido mediante el reactivo Ho2O3. Las muestras obtenidas en la calcinación y la sinterización fueron estudiadas por difracción de rayos-x (DRX del inglés), microscopia electrónica de barrido (SEM), y espectroscopia de rayos-x por dispersión de energía (EDS). La caracterización dieléctrica se realizó mediante las medidas de la constante dieléctrica y las pérdidas dieléctricas como función de la temperatura desde temperatura ambiente hasta 300 ºC. [2] Los resultados reflejan que la adición de holmio provoca un corrimiento de la temperatura de transición de 112 ºC a 100 ºC, lo cual es un indicador de que el holmio se incorporó a la estructura. Por otra parte se encontró una gran mejoría en las propiedades dieléctricas y muy especialmente una notable disminución de la conductividad lo cual se traduce en que el material obtenido es un mejor dieléctrico. Este trabajo ha sido apoyado por los proyectos DGAPA-UNAM No. IN109608 y de CoNaCyT No 49986-F. Los autores agradecen a Miguel Ángel Martínez, Israel Gradilla, Eloísa Aparicio, Bernabé, Fabián Herrera por su apoyo técnico, el proyecto fue financiado PAPIME PE100409. [1] O. Raymonda, R. Font, N. Suárez-Almodovar, and J. Portelles, J. M. Siqueiros, JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 97, 084107 2005 [2]Reynaldo Font, Guillermo Alvarez, Oscar Raymond, Jorge Portelles and Jesús M. Siqueiros APPLIED PHYSICS LETTERS 93, 172902 _2008


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 20Síntesis de Nanoestructuras [Pt/NTC/SiO2]

Sergio Ramírez1, Z. I. Bedolla Valdez1, Vitalii Petranovskii2, Miguel Avalos2, G. Alonso2

1. Facultad de Ingeniería Química (UMICH), 2. Centro de Nanociencias y Nanotecnología (UNAM).

En este trabajo de investigación se presenta la síntesis de nanoestructuras ordenadas de tipo Pt/NTC/SiO2 usando surfactantes de tetraalquilamonio y CETAB [1] como promotores de la estructura porosa. En este proceso son incorporados los nanotubos de carbono (NTC, al 0.15% en peso con respecto al SiO2) de forma que el SiO2 crece axialmente sobre los mismos, todo ello por el método sol-gel. El material obtenido es calcinado para eliminar la materia orgánica y así, generar una estructura con porosidad de tipo bimodal, la producida por el Si02 amorfo obtenido por el método sol-gel, y la que dejan los NTC al ser calcinados. Las nanopartículas de Pt, se incorporaron al soporte generado por el método de impregnación, adicionando (NH4)2PdCl4 al mismo, después de un tratamiento térmico, se caracteriza el material por técnicas tales como: SEM, TEM, XRD, y por el método BET para determinar el área superficial.

a) b)

Micrografías electrónicas de transmisión a baja y alta amplificación del sistema NTC/SiO2 utilizando Tetrapentilamonio bromuro y CETAB para su síntesis. La micrografía a) representa la incorporación del

SiO2a la pared superficial del NTC, mientras que la b) muestra como la MCM-41 conserva su ordenamiento una vez incorporada al NTC.

Agradecimientos Al Proyecto PAPIME N° PE100409, así como Eric Flores, Eloísa Aparicio, Israel Gradilla, Francisco Ruiz y Gumecindo Vilchis por su enorme apoyo técnico. Referencias [1] A. Aguilar-Elguézabal, Daniel Lardizábal, W. Antúnez-Flores, F. Paraguay-Delgado, A novel necklace like structure assembled with MCM-41 and carbon nanotubes, Journal of Alloys and Compounds. Vol. 466.


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 21Síntesis y caracterización de poli (p-fenilen tereftalamida): estudio de la temperatura de

reacción sobre el peso molecular y el rendimiento

Eduardo Rodríguez Barreras1, Ramiro Alejandro Villegas Carrillo1, Eder Lugo Medina1,2 y Amelia Olivas2

1. Instituto Tecnológico de Los Mochis, Blvd. Juan de Dios Batiz y 20 de Noviembre. Los Mochis, Sin.

2. Centro de Nanociencias y Nanotecnología, UNAM, Apdo. Postal 356, Ensenada, B. C. 22800, México.

Existen muchos tipos de polímeros, como por ejemplo; las poliamidas, las cuales se obtienen por reacciones de condensación. Estas se denominan así porque se obtiene un subproducto que es retirado del medio de reacción y posteriormente condensado mediante este método. Una de las aramidas más importantes es la poli (p–fenilen tereftalamida), conocida comercialmente como Kevlar, y por sus siglas PPT [1-2]. La síntesis de este polímero se lleva a cabo a través de una polimerización en etapas a partir de la p-fenilendiamina y el dicloruro del ácido tereftálico [3-4].

Figura 1. Ecuación química de la obtención del poli (p-fenilen tereftalamida)

El presente trabajo tiene por objetivo realizar un estudio de la temperatura de síntesis de poli (p-fenilen tereftalamida) utilizando la técnica de policondensación desde 5 hasta 45 °C, sobre el rendimiento de la reacción, el peso molecular y la temperatura de descomposición. Para esto, se analizaron los productos por espectroscopia de infrarrojo con transformada de Fourier (FT-IR), dispersión de luz dinámica (DLS) y análisis termogravimétrico (TGA). Los resultados revelan que la mejor temperatura de síntesis dentro del rango estudiado para obtener mayor rendimiento, así como también mayor tamaño y estabilidad térmica fue la muestra sintetizada a 15 °C. Agradecimientos: Se agradece el apoyo brindado a través del proyecto PAPIME PE100409, al CNyN por abrirme sus puertas para realizar esta estancia y el apoyo brindado durante la misma, al Ing. Jassiel Rodríguez por sus atenciones, al Dr. José Manuel Cornejo Bravo y a la M.C. Araceli Medina Serrano por su apoyo en el análisis de dispersión de luz dinámica, Ing. Elianai Gaxiola Mejía, por sus aportes académicos. Referencias: [1] Tsuo, L.; Saver, J. A.; Hara, M. Polymer, 2000, 41, 8103. [2] Ahmad, Z .; Sarwar, M.; Wang, S.; Mark, J. Polymer, 1997, 38, 4523. [3] Simonutti, R.; Mariani, A.; Sozzani, P.; Bracco, S.; Piacentini, M.; Russo, S. Macromolecules, 2002, 35, 3563. [4] Fitzgerald, J.; Irwin, R.; Memeger, W. Macromolecules, 1991, 24, 3291.


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 22Aplicación del método de Hückel a la eskuterudita de YbOs4Sb12

Rogelio Rodríguez López1, Donald Homero Galván Martínez2

1Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Monterrey, N. L. 2Centro de Nanociencias y Nanotecnología, UNAM, Ensenada, B. C.

En el presente proyecto se analizó una molécula de YbOs4Sb12 utilizando el programa computacional YAeHMOP. [1] Dicho paquete requiere como datos de entrada las posiciones de los átomos [2], las dimensiones de la célula unitaria, el número de electrones en la misma, el número de puntos k a utilizar para poder realizar cálculos de propiedades promedio. Las eskuteruditas llenas presentan diversas propiedades dependiendo de sus configuraciones. Dentro de las más destacadas se encuentran aplicaciones como superconductividad, aislante, ferromagnetismo, fermión pesado, líquido de Fermi, termoelectricidad, entre otros. Un análisis a los resultados arrojados por YAeHMOP, especialmente a las bandas de energía de los diferentes orbitales presentes de los elementos de la eskuterudita, en comparación con la energía de Fermi, permite distinguir las características del compuesto.

Análisis de un superconductor en distintos microscopios del CNyN

Rogelio Rodríguez López1, Donald Homero Galván Martínez2 1Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Monterrey, N. L.

2Centro de Nanociencias y Nanotecnología, UNAM, Ensenada, B. C. Para la apreciación del funcionamiento de los distintos microscopios presentes en el Centro se utilizó una muestra en polvo de Bi2Sr2CaCu2O8 que se pretendía estudiar en el microscopio de rayos x, el microscopio de barrido y el microscopio de alta resolución. El primer dispositivo que se usó fue el microscopio de rayos x bajo la supervisión de M. C. Eloisa Aparicio. Los resultados obtenidos fueron las gráficas del ángulo contra los conteos o intensidades. De dicha gráfica, haciendo uso del software apropiado o contando con los datos necesarios, se pueden identificar los picos de Bi2Sr2CaCu2O8. El segundo paso fue analizar dicha muestra con el microscopio de barrido en conjunto con el Ing. Israel Gradilla. Dicho instrumento hizo posible la obtención de imágenes a una escala hasta de 10 micro metros en la cual se puede observar la presencia de estructuras similares a nanotubos. El microscopio de alta resolución no estaba funcionando durante la estancia de investigación pero se contaba ya con una imagen obtenida con anterioridad que sirvió para el análisis de la muestra. De igual modo se pudo obtener una gráfica de la energía de los rayos x emitidos por la muestra contra el conteo y se presentaron los mismos picos correspondientes a los elementos. Quiero agradecer al Dr. Homero Galván por su asesoría durante mi estancia así como al proyecto PAPIME PE100409 por su apoyo. [1] Yet Another Extended Hückel Molecular Orbital Package Versión 3.0 [2] International tables for cristalography. Hahn, Theo. 2a ed. Holanda: Kluwer Academic Publishers, 1989.


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 23Espectroscopia de Dispersión de Energía por Rayos-X

Ulloa Verdín Ana Karina1, Oscar E. Contreras López2

1Universidad de Guadalajara, Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías; C.P. 44430, Guadalajara, Jal., México. [email protected]

2Centro de Nanociencias y Nanotecnología-UNAM; Apdo. Postal, 356, C.P. 22800, Ensenada, B. C., México. [email protected]

Los rayos-x son una radiación de alta energía, que dependiendo de cómo son producidos reciben el nombre de continuos o característicos. Los rayos-x continuos provienen de la desaceleración de un electrón al impactar contra un campo eléctrico de un núcleo atómico. Un rayo-x característico es formado por la liberación de energía de un electrón perteneciente a un átomo, al saltar a un estado electrónico disponible de menor energía, dentro del mismo átomo.

La espectroscopia de dispersión de energía por rayos-x es una técnica analítica usada para el análisis elemental o la caracterización química de una muestra. Este tipo de espectroscopia aprovecha el principio de que cada elemento químico tiene su propia configuración electrónica. Es así que a través de los rayos característicos se identifican los elementos químicos que componen la muestra. De acuerdo a la configuración electrónica de cada elemento químico los rayos-x se identifican mediante líneas características de rayos-x. Principalmente, estas líneas se clasifican de acuerdo al nivel energético donde se generó el hueco y en segundo término de acuerdo a su intensidad relativa entre las líneas del mismo nivel.

Para la espectroscopia de dispersión de energía por rayos-x, la muestra bajo estudio se analiza típicamente en un microscopio electrónico de barrido. La muestra se introduce en una cámara de vacío donde es bombardeada por un haz de electrones. Este proceso provoca que los átomos de la muestra se ionicen y de manera natural, tendiendo a regresar a su estado original, generan fotones de rayos-x, electrones Auger, entre otras señales. Los fotones de rayos-x que alcanzan la superficie y que son adquiridos por un detector especial, se grafican en un formato de intensidad contra energía de rayo-x. A partir de las líneas características de cada elemento químico y tomando en cuenta la variación de su intensidad, se puede realizar una determinación cualitativa y/o cuantitativa de la muestra.

Dentro de los parámetros que influyen en la intensidad de una línea de rayos-x están el número atómico, la absorción, la fluorescencia, la energía del haz electrónico incidente, entre otros. De estos, los tres primeros son considerados para cuantificar una muestra por el método conocido como “ZAF” [1]. En este trabajo se presentan los aspectos involucrados en la espectroscopia de dispersión de energía por rayos-x. Se agradece el apoyo brindado por el Proyecto PAPIME PE100409 para la realización del evento Jóvenes a la investigación. Karina Ulloa agradece el especial apoyo, tiempo y dedicación del Dr. Oscar E. Contreras López que hizo posible este trabajo. [1] Joseph I. Goldstein, Dale E. Newbury, Patrick Echlin, David C. Joy, Charles Fiori, Eric Lifshin, en “Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis”, Plenum Press, 1981, New York.


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 24El Nitruro de Berilio como material para el desarrollo de dispositivos optoelectrónicos

José Luis Valtierra Sánchez de la Vega1, Jesús Antonio Díaz Hernández2

1FI UABC - Mexicali, 2CNyN UNAM - Ensenada

Se prepararon películas delgadas de Nitruro de Berilio sobre sustratos de silicio por medio de la técnica de ablación láser en un ambiente con presiones de nitrógeno variables. Las películas posteriormente fueron analizadas in situ por XPS, AES y por elipsometría y ex situ por microscopía de barrido de electrones. Esto nos permitió conocer sus características químicas, propiedades ópticas y morfológicas. Entre los resultados, se encontró una estequiometría de Be3N2, para las películas crecidas a presiones de N2 por arriba de los 25mTorr. Además, presenta un banda prohibida de 3.8 eV. A partir de estos resultados, podemos proponer este material como alternativa a los escasos materiales ya existentes en la fabricación de dispositivos optoelectrónicos que operan en la zona ultravioleta del espectro electromagnético. Agradecimientos: Al Ing. Israel Gradilla por su ayuda en la toma de la micrografía del SEM y al Dr. Roberto Machorro por su ayuda en el uso del elipsómetro y sus valiosos comentarios. Agradezco también a la Facultad de Ingeniería de la UABC, campus Mexicali, por la ayuda económica para poder asistir a este evento. Finalmente al proyecto PAPIME PE100409.


Jóvenes a la Investigación 2009 15 de junio – 3 de julio del 2009 25

Piezocerámicas Libres de Plomo K0.5Na0.5Nb 0.9Ta0.1 O3

Silvia Estefanía Valerdi Monroy1,2, Jorge Portelles2,3 1 Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de B.C., Ensenada

2Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Ensenada, Baja California. 3Facultad de Física, Universidad de La Habana, Cuba.

Mediante el método cerámico tradicional se obtiene y caracteriza una cerámica libre de plomo del tipo K0.5Na0.5Nb0.9Ta0.1O3 (KNNTa10%). Se verifica ello, en la medición realizada de permitividad y pérdidas dieléctricas vs temperatura, obteniendo dos fases: ortorrómbica-tetragonal (186 oC) y tetragonal-cúbica (355 oC) en correspondencia con otros trabajos internacionales. La morfología obtenida presenta tamaños de granos cúbicos, similar a lo reportado, pero con menor tamaño promedio del grano: 1,4 µm. Las curvas de histéresis realizadas a 1.8 KV/mm a temperatura ambiente, muestran un ferroeléctrico del tipo duro de gran valor de campo coercitivo (Ec = 0,789KV/mm) y buenos valores de polarización remanente Pr=21,86μC/cm2. Los resultados antes mencionados corroboran con éxito la obtención del sistema KNNTa10% con parámetros físicos acorde a otros reportes. Se enfatiza en esta investigación la posibilidad de un sustituto del PZT, el sistema KNNTa10%. Agradecimientos A Dr. Oscar Raymond, a Ing. Israel Gradilla por los análisis de SEM y EDS, a Eloisa Aparicio por DRX, a todo el personal del Centro de Nanociencias y Nanotecnología, a mis seres queridos y maest

memoria - cnyn · investigadores y técnicos del centro de ciencias de la materia condensada...

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