SO1.I1

Enhanced optical near-field transmission through subwavelength holes randomly distributed in a thin gold film

 

Xiao Mufei *, Rakov Nikifor, and Perea-López Nestor

Centro de Ciencias de la Materia Condensada, Universidad Nacional Autónoma de México,

Apartado Postal 2681, CP 22800 Ensenada, Baja California, México

 

In a recent papers [1], extraordinary high transmission was reported on optical transmission experiments on arrays of subwavelength cylindrical holes in metallic films. In the present communication, we report on optical near-field transmisión of a large number of small holes of various subwavelength sizes randomly distributed in a thin gold film of thickness 55nm. In thewavelength spectrum, a number of strongly enhanced transmission peaks were observed. We have attributed the new phenomena to the surface plasmon coupling inside the holes and between the in and out surfaces of the thin film. The present work would initiate a new way to establish two-dimensional photonic devices and to study the surface plasmon optics in metallic thin films.

 

[1] T.W. Ebbesen, H.J. Lezec, H.F. Ghaemi, T. Thio, and P.A. Wolff, Nature (London) 391, 667(1998).

 

* mufei@ccmc.unam.mx

 

SO1.1

Increase of the conductivity in ZnO:Al and ZnO:F thin films obtained by the sol-gel technique.

 

Altamirano-Juárez D. C., Torres- Delgado G., Márquez-Marín J., Jiménez Sandoval O., Jiménez-Sandoval S. and Castanedo Pérez R.

Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del I. P. N., Unidad Querétaro,

Apartado Postal 1-798, Querétaro, Qro. 76001

 

 

ZnO:Al and ZnO:F thin films were obtained by the sol-gel technique, using as doping sources: aluminum(III) nitrate nonahydrate, aluminum basic diacetate and ammonium fluoride, respectively. The films were thermally treated at 450 °C in air and a 96:4 N2:H2 mixture. The maximum conductivity value in dark is 1.6 x 102 (W-cm)-1, which corresponds to the ZnO:Al film with 2 at. % aluminum basic diacetate in solution and annealed in controlled atmosphere. Important changes in the trapping energy levels were observed with the doping source.

 

SO1.2

Síntesis y Caracterización de Materiales con Aplicación en Microbaterias Recargables de Litio

 

Camacho-López M. A. 1, Escobar-Alarcón L. 2. Haro-Poniatowski E. 1, Julien C. 3

1 Departamento de Física, Laboratorio de Óptica Cuántica, Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa Apdo. Postal 55-534, México D. F. 09340, México.

2 Departamento de Física, Instituto Nacional de investigaciones Nucleares,

Apdo. Postal. 18- 1027, México D. F. 11801, México.

3 Laboratoire des Milieux Désordonnés et Hétérogénes,

UMR 7603, Université Pierre et Marie Curie, 4 place Jussieu, 72252 Paris cedex 05, France

 

En este trabajo se presentan los resultados sobre el crecimiento y caracterización de capas delgadas de LiCoO2 y LiMn2O4. Estos materiales se crecieron en forma de capa delgada utilizando la técnica de ablación láser. La caracterización estructural de las capas se llevó a cabo por medio de Difracción de Rayos X y por Espectroscopía Raman. El estudio por espectroscopía Raman incluyo experimentos como función de los parámetros de deposito de las capas tales como: temperatura de substrato, presión de oxígeno durante el deposito y composición del blanco. Las capas delgadas con mejores características cristalinas fueron probadas como cátodos en celdas de litio. Finalmente, los resultados de la caracterización electroquímica de las celdas Li//LiCoO2 y Li//LiMn2O4 nos permiten concluir sobre las potenciales aplicaciones de estos materiales en la elaboración de microbaterías recargables de litio.

 

SO1.3

EXAFS Study on the Local Structure in Epitaxial SrTiO3 Thin Films on Si(001)

 

Aguirre-Tostado F.S. 1, Herrera-Gómez A. 2, Woicik J.C. 3, Droopad R., Yu Z. 4

1CINVESTAV-Física. Av. IPN 2508, Zacatenco, D.F. 07360, México

2CINVESTAV-Querétaro. Libramiento Norponiente 2000, Real de Juriqulla, Querétaro 76230, México

3National Institute of Standards and Technology; Gaitherburg, Maryland 20899.

4Physical Sciences Research Labs, Motorola, 2100 East Elliot Road, Tempe, Arizona 85284

 

We have used polarized extended x-ray absorption fine structure (EXAFS) to study the unit cell structure in epitaxial strontium titanate (STO) growth on silicon for film thickness of 40, 60 and 200Å. The experiments were performed at beamline X23-A2 of the National Synchrotron Light Source of Brookhaven National Laboratory. The data were recorded for two polarizations in the fluorescence mode for the Ti K-edge. The first shell EXAFS interference is mixed with the atomic absorption and is not possible to separate them. For this reason the fit was carried out using up to third shell by considering single and multiple scattering paths. We encountered that STO is tetragonally contracted in the surface plane as a result of the biaxial stress introduced by the silicon substrate and Poison expanded in the perpendicular direction. The critical thickness of the STO(001)/Si(001) system is below the 200Å.

 

SO1.4

Micro-Cones Grown by Nanoseconds Pulsed-IR Laser Irradiation

 

Jiménez-Jarquín J., Hernández-Pozos J.L, Haro-Poniatowski E., Fernández-Guasti M.

Laboratorio de Óptica Cuántica.  Depto. de Física.  Universidad Autónoma Metropolitana,

Unidad Iztapalapa.  Av. San Rafael Atlixco No. 186, Col. Vicentina, C.P. 09340, México D.F. MEXICO.

 

Se forma un arreglo de microestructuras cónicas después de irradiar una superficie de silicio en atmósferas enriquecidas con O2.  La fuente utilizada es un láser pulsado de Nd:YAG emitiendo en la línea fundamental (1064 nm) y con 10 ns de duración del pulso.  La densidad de energía en estos experimentos varia desde los 3 J/cm2 hasta los 7 J/cm2.  Además de incidir en un solo punto, se irradiaron áreas de varios mm2, generándose así  un arreglo semi-ordenado de micro-conos.  En este tipo de muestras se presenta evidencia experimental de los posibles mecanismos de crecimiento de estas microestructuras.   Un aspecto interesante acerca de los conos generados de esta manera es el encontrar bases con formas triangulares, rectangulares, pentagonales, hexagonales, etc.  Se presentan evidencias experimentales de las primeras etapas del crecimiento, las cuales sugieren que la atmósfera bajo la cual se desarrolla el experimento juega un papel importante en el crecimiento de los conos.   Una caracteristica que presenta este tipo de microestructuramiento es el hecho de  absorber tres veces más radiación que una superficie sin tratar.

 

SO1.5

Estudio de las Propiedades Dieléctricas de Películas de Óxido de Silicio Crecido Térmicamente en Ambiente de Óxido Nitroso

 

Luna–Flores Adan 1, Carrillo–López Jesús 2 y Morales–Acevedo Arturo 3

1 Fac. de Ing. Química de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

2 Centro de Investigación en Dispositivos Semiconductores del ICUAP

3 Departamento de Ingeniería Eléctrica  del Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN

 

En este trabajo se presenta un estudio sobre las propiedades eléctricas en la interfaz silicio–óxido  de silicio nitridado (Si–SiO2 nitridado). Las capas dieléctricas de SiO2:N se depositaron térmicamente en un ambiente de óxido nitroso (N2O), elaborándose dispositivos metal–aislante–semiconductor (MIS) con estas. Las capas se depositaron variando la presión y temperatura en un rango de 1 a 3 atm y de 1000 a 1150 °C, respectivamente. También se hace una comparación entre las películas de SiO2:N y SiO2 depositado térmicamente en un ambiente de oxígeno seco a 1000 °C y 1 atm de presión. La caracterización se hizo mediante: (1) mediciones Capacitancia–Voltaje (C–V) a alta frecuencia,  con el fin de cuantificar la densidad de estados en la interfaz, usando el método de Terman y un programa en MATHCAD desarrollado anteriormente; (2) la obtención del campo eléctrico que puede resistir el aislante sin romper, utilizando la técnica de rompimiento con rampa de voltaje (TZDB), y (3) la determinación de la carga a la ruptura (QBD), mediante la técnica de esfuerzo con corriente constante (TDDB). Los resultados obtenidos nos indican que el óxido de silicio nitridado presenta mejores propiedades dieléctricas que el SiO2 térmico, principalmente en lo que a pasivación superficial del silicio se refiere.

 

e-mail: amorales@gasparin.solar.cinvestav.mx

 

SO1.6

Conducción Electrónica en Capas Delgadas de SiO2:N Crecidas por Oxidación Térmica de Silicio en N2O

 

Morales Acevedo Arturo*, Santana Guillermo # y Morales Tzompa Eric

Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, Departamento  de Ingeniería Eléctrica

Av. IPN No. 2508, 07360 México, D. F.

 

Se realizaron crecimientos de películas delgadas de SiO2:N mediante oxidación de silicio en presencia de N2O, a 900, 1000 y 1100 ºC, y a 1 y 2 atmósferas de presión. Se muestra que el mecanismo de conducción que prevalece en estas películas para campos eléctricos intensos es la emisión térmica asistida por campo desde las trampas (mecanismo Poole-Frenkel), y no el tunelamiento directo o el de Fowler-Nordheim, como ocurre en óxidos de silicio térmicos convencionales con espesores similares. Se argumenta que esto se debe a  concentraciones de trampas que varían con la presión y temperatura de depósito, como consecuencia de la cantidad y distribución del nitrógeno obtenido por los diferentes crecimientos. En base a este análisis obtenemos que las trampas tienen una profundidad en el rango entre 0.5 y 1 eV por abajo de la banda de conducción

 

e-mail: *morales@gasparin.solar.cinvestav.mx

# Dirección permanente: IMRE-Universidad de la Habana, Cuba

 


SO1.I2

New Semiconductor Detector Concepts

 

Malik Alexander

INAOE,

Tonantzintla, Puebla

 

A new conception of semiconductor detectors based on the CMOS structure has been proposed. Standard p-n or p-i-n photodetectors, if used as image sensors, present a serious disadvantage to registrate an optical signal at typical illumination levels, because of their small active volume. At that, the output photocurrent is nearly 10-12 A.

To overcome this limitation, another function is required of a detector. It must be able to store up charge over a period of time so that a reasonable signal can be readout. One way to achieve this is to use the photodiode capacity or to use the storage capacitor through the feedback of an operational amplifier.

Another possible way is to collect the photo-generated charge in the MOS capacitor. It is presented a new conception based on CMOS structures operated in deep depletion mode. At that, at certain time it is possible to accumulate photogenerated carriers in the potential well at the surface of the semiconductor and to readout in a simple way the storage charge information. Examples of new CMOS detectors with different dielectrics are presented

One of the most important properties of these new detectors is the possibility to control in time the accumulation of the thermo-generated carriers. It is discussed how to apply this feature to design new infrared detectors. 

 

e-mail: amalik@inaoep.mx


SO2.I1

Superconducting thin films

 

Jergel Mi.

Departamento de Física, CINVESTAV-IPN, México, D.F., MEXICO

 

With the discovery of high-temperature superconductivity (HTS) in some ceramic oxides by Bednorz and Müller in 1986, a great interest has arised in their practical applications. Three systems of HTS superconductors are of interest, namely the yttrium-based YBCO (Y-Ba-Cu-O) system with Tc=90 K, bismuth-based BSCCO system with Tc=110 K, and thalium-based TBCCO system with Tc=125 K, which means that all of them are superconducting when immersed in boiling liquid nitrogen (77 K). Recently another, relatively simply to be prepared superconductor MgB2 has been discovered with Tc=39K.

Two areas of applications are considered for HTS superconductors, the high-current power applications (magnetic systems, transmission of energy) and the low-current applications (microelectronics, microwave communication systems). For those latter ones, it is important to prepare them in the shape of thin films having high critical current densities (A/cm2) in the selffield. It is a purpose of this contribution to talk about the superconducting thin films, their processing, properties and applications

Autor para correspondencia:  Dr. Milan Jergel, Depto. de Física, CINVESTAV-IPN, e-mail: mjergel@fis.cinvestav.mx

 

SO2.1

Influence of Substrate Temperature on Films (Ti,Al)N Prepared by rf Reactive Magnetron co-Sputtering

 

1García-Gonzaléz L. 2 Zelaya-Ángel O. and 1 Espinoza-Beltrán F. J.

1Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, Unidad Querétaro.

Libramiento Norponiente No. 2000 Fracc. Real de Juriquilla, Querétaro, Qro.

Cp 76230, México

2 Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, Departamento de Física, México, D. F., México

 

Titanium aluminium nitride coatings (Ti,Al)N were deposited by rf reactive magnetron co-sputtering using a target of Ti and small plate of Al on substrates of steel in Ar and N2 mixture atmosphere. Coatings were sputtered at two different substrate temperature, room temperature and 150°C. The samples showed great variations in their hardness, grain size, adherence and thickness. The experimental technique used were X-ray diffraction, Scanning Electrón Microscopy and Energy dispersive Spectroscopy of X-ray. Vicker´s Micro-indentation measurements were performed to obtain hardness of the composites substrate-coating and by using an effective model was posible to obtain an estimation of the real hardness of the coatings.

 

Acknowledgments: This work was supported by Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) through the project G33178-U. The authors thanks Master Jairo Cardona by his help.

 

e-mail: lgarcia@arcos.qro.cinvestav.mx

 

SO2.2

Diamond-like carbon deposition by laser ablation

 

Camps E.a, Escobar-Alarcón L a, Espinoza M. E a, Camacho-López M. A.b , Rodil S. E.c, Muhl S.c

a ININ, Depto. de Física,

 Apdo. Postal 18-1027, México DF 11801, México

b UAM-I, Depto. De Física, México DF, México

c IIM-UNAM, México DF, México

 

The plasma plume generated during laser ablation of a carbon target (graphite 99.99%), is characterized by means of Optical Emission Spectroscopy (OES) and the Langmuir probe technique. Both techniques allow the determination of the mean kinetic energy of ions present in the plasma. Besides that, information about the excited species and the plasma density is obtained. Ablation is carried out using a Nd:YAG laser operated at the fundamental frequency with laser fluences in the range of 2 to 6 J/cm2 . The main excited specie in the plasma is the C+ (299.26 and 426.7 nm). The kinetic energy of these ions can be varied from 100 eV up to 500 eV, as a function of the used fluence. The plasma density varies from 2 x 1012 cm-3 up to 9 x 1013 cm-3, depending on the fluence and on the  target-probe distance. Different samples of amorphous carbon thin films were deposited using different plasma parameters. The films show a sp3/sp2 ratio which depend on the plasma conditions: a higher ratio is obtained for high densities and medium ion kinetic energies (about 200 eV). A 60% sp3 content, in some samples, could be obtained in these experiments. The deposited films were analyzed using Raman spectroscopy and EELS.

 


SO2.3

Photochemical Effect on Diamond Film Surfaces Induced by Extended Exposure to UV Light

 

Apátiga L.M, Castañeda A. and Castaño V.M.

Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada UNAM,

A.P.1-1010, 76000 Querétaro, Qro.. México.

 

The photochemical effect induced on the surfaces of diamond film by extended exposure to UV light in air and at room temperature, was studied by Fourier-Transform Infrared (FTIR) spectroscopy. High quality combustion deposited diamond films were prepared for this study, as revealed by the sharpness of the corresponding typical Raman band at 1332 cm-1 and by the weak non-diamond carbon features around 1550 cm-1. Some chemical species were chemisorbed on the diamond film surfaces during the synthesis, and were studied through the FTIR spectral changes produced when the diamond films are subjected to different UV treatments. The initial amount of hydrogen and oxygen chemisorbed on diamond film surface was modified through the different exposure periods, suggesting that the photochemical effect was basically controlled by the UV radiation dose and that a reconstruction of the diamond film surface take place during the UV treatment. The role of the oxygen radicals, such as O3 (ozone) and O* (atomic oxygen), produced by the UV radiation on the diamond surface reconstruction is discussed, as well.

 

SO2.4

High-Temperature Superconducting Technology with the Use of Pulse Plasma Guns

 

Iryna Ponomaryova1, Vasyl Rashkovan1, Charles Falco²

1Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, U. P. Culhuacan, IPN,

AV. Santa Ana 1000, col. San Francisco Culhuacan, CP. 04430, México, D.F.

Tel/Fax: (525)6562058, email: vasyl@calmecac.esimecu.ipn.mx

²University of Arizona, Tucson, USA,  email:falco@u.arizona.edu

 

A new High Temperature Superconducting (HTSC) technology for obtaining superconductors with high critical currents by reconfiguring the use of electromagnetic plasma guns was created. Two types of pulse guns were used: the electrodynamic pulse plasma gun and the electrothermal pulse plasma gun.

The plasma gun electrodes were fabricated of YBC components. The deposition rate was controlled by the discharge voltage (0,4-3) kV, accumulated energy (10-200) J, and pulse frequency (0,1-10) Hz. By comparison one can consider the experimental quasi-magnetron thin film deposition system with the ion current density (0,1-1,01)  and ion energy (0,1-10) KeV, which was created and based on the stationary plasma jet engine technologies. The multi-electrode configuration of this system was realized due to the deposition of the precise and homogeneous multilayer and composite thin film samples. The epitaxial films of HTSC YBC were grown on the single crystal  and  substrates. The film deposition process in plasma systems was investigated with diagnostics to gain understanding of the ablation, and the transport and deposition operators. The detailed study of correlation between volt-ampere characteristics, deposition rate and structural properties of the deposited thin films were clarified by X-ray diffractometer, scanning electron microscope, and Zeiss universal research microscope. The analysis of converting characteristics of the film in the IR-region was carried out by Fourier-transform spectrometer with criogenic measurement cell. A wide-band spectrometer of ILTPE was used to produce a fruitful investigation of the sample properties in microwave range.

As a result, the HTSC technology of -superconductor production with the following characteristics: , was realized. The synthesized films are the blocks of monocrystals of 100-200 nm width with orthorhombic cell providing the parameters as follows: and the axis "c" is a normal to the substrate surface.

 

SO2.I2

Pulsed Laser Deposition of Ternary Oxides

 

Castro-Rodríguez R.1, Watts B.E.2  and  Leccabue F.2

1Applied Physics Department, CINVESTAV-IPN Merida,

97310 Merida Yucatan, Mexico.

email: romano@mda.cinvestav.mx

2MASPEC/CNR Institute,

Parco Area delle Scienze 37/A, 43010 Loc. Fontanini-Parma-Italy.

 

In order to describe the plume range and to scale the optimal distance between the target-substrate we have proposed a simple model to investigation the formation of oxide phase during the growth by pulsed laser deposition (PLD). Since the  properties of the crystallinity  of the oxide films are subject to oxygen stoichiometry, the model was based on the balance between the density of the oxygen (ng) and a density characteristic of the system that depend of the distance target-to-substrate (L0), the number of atoms of the metalic elements in the target material (N0) and oxygen concentration of the ternary oxide (r). The model was applied in the growth of PbFe12O19 thin film, showing that the conditions of the model to define the range of the plasma are in fact near the optimal conditions for the growth of the film. For a fixed oxygen pressure of 3.0 mbar and substrate temperature of 700 °C we obtain L0»3.0 cm that corresponds to a critical density oxygen of ng=2.22x1016 cm-3 in the model. The films showed a high degree of c-axis orientation, high quality crystallographic and very good stoichiometry.

 


SO3.I1

Propiedades Térmicas y Mecánicas del Complejo Almidón – L-a-Lisofosfatidilcolina

 

Gómez Aldapa, Carlos A. y Toro Vazquez, Jorge F.

Centro de Investigación y Estudios de Posgrado, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Av. Dr. Manuel Nava 6, zona universitaria, San Luis  Potosí, México. CP 78210.

 

Las propiedades térmicas y mecánicas del almidón de maíz en presencia del fosfolípido [L-a-lisofosfatidilcolina (LPC)] se evaluaron predominantemente mediante técnicas calorimétricas y reológicas, ambas bajo regímenes en equilibrio y dinámico. Adicionalmente, se estudio la estructura microscópica del almidón bajo las mismas condiciones experimentales. Así, maíz normal (Zea mayz L) fue muestreado de silos de almacenamiento de una industria del ramo. Almidón nativo fue aislado de estos granos. De acuerdo al contenido de amilosa se observo que se obtuvo un almidón de tipo normal (22.4 %). La adicción de diferentes concentraciones de LPC modifico el intervalo de temperatura de gelatinización del almidón, el de disociación y formación del complejo almidón – LPC y el de retrogradación. Igualmente, fue evidente como la interacción almidón – LPC se manifestó en cambios estructurales del almidón en función de la temperatura y de la concentración de LPC, repercutiendo significativamente en las propiedades reológicas del almidón. En general, la concentración del 2.33% y del 4.19% de LPC incrementaron el valor del DH de gelatinización (p < 0.05). en contraste, un posterior incremento en la concentración de LPC causo un decremento en los valores del DH (p < 0.05). lo anterior resulto del efecto protector del fosfolípido sobre la estructura del gránulo de almidón puesto de manifiesto por microscopia electrónica de barrido. Este efecto ocasionó la inhibición de la retrogradación del almidón a concentraciones mayores del 10%, así como la modificación en los perfiles viscoelásticos durante la gelatinización del almidón. Se concluye que el proceso de interacción entre el almidón de maíz en estado granular y el fosfolípido provoca cambios en las propiedades térmicas y reológicas del almidón durante el proceso de gelatinización y gelación a través de la modificación de la estructura resultante del sistema almidón – LPC una ves que el fosfolípido se difunde dentro del gránulo.

 

 

 

 


SO3.2

Effect of Adverse Storage Conditions on the Quality of Maize Tortillas

 

Méndez-Albores J. A*a,b, Moreno-Martínez Ec , Arámbula-Villa Gb, Loarca-Piña M. Ga

a  DIPA-Universidad Autónoma de Querétaro,

Cerro de las Campanas, S/N Querétaro, Querétaro C.P. 76010, México

b   CINVESTAV-IPN Unidad Querétaro.

Libramiento Norponiente No. 2000 Fracc. Real de Juriquilla, Qro C.P. 76230, México

c   FES-Cuautitlán-UNAM.

Apdo postal 25, Cuautitlán Izcalli, Edo. de México C.P. 57740, México.

 

To evaluate the effect of short-term adverse storage condition on the quality of maize grain (used in tortillas), as well as the effect on the growth of toxigenic fungi; high quality hybrid corn seed (AS-900) with a moisture content of 18% was stored in plastic bottles during 10, 15 and 20d at 28°C. One lot of the same grain served as the control and was stored with a moisture content of 10.7% at 4°C. Both the stored grain and the control grain were processed by the traditional nixtamalization processes (TNP) to make tortillas. At the end of the storage period mycotoxin analysis was performed. The research was conducted as a completely randomized design, and was used the Dunnett (0.05) mean comparison test. According to the statistical analysis, there were significant differences in quality between tortillas made with maize stored under adverse storage condition and tortillas made with the maize from the control treatment. The adverse storage condition had a significant effect on certain tortilla quality parameters such as pH, color, tensile strength, cut force, viscosity peak, starch retrogradation and mycotoxin content. These results strongly suggest that the adverse storage condition studied here had a severe effect on tortilla quality.

 

Keywords: Zea mayz L, Adverse Storage Condition, Aflatoxins, Tortilla Quality, Maize Storage

 

*(e-mail aalbores@correo.unam.mx)

 

SO3.3

Study of Calcium Ion Diffusion Process in Maize Kernel During the Traditional Nixtamalization

 

Fernández-Muñoz J. L. 1,5, Rojas Isela 2, González Maria L. 2,4, Leal Miriam 3,4, and Rodríguez M. E. 4,5

1Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada, I.P.N, Unidad Querétaro,

C.P. 76040, José Siurob 10, Col Alamedas, Qro, México.

2Facultad de Ciencias Naturales, Licenciatura en Nutrición, Universidad Autónoma de Querétaro, Querétaro, Qro, México

3Ganaderos Asociados de Querétaro, S. A. de C. V,

Carretera libre Querétaro-Celaya, Km 6.5, Querétaro, Qro, México

4Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada, Universidad Nacional Autónoma de México, Campus Juriquilla, Querétaro,

C.P. 76230, A.P. 1-1010, C.P. 76000, México

 

In this paper we report   a quantitative analysis   of the calcium ion diffusion  into whole maize kernels: pericarp, endosperm and germen, and a detail structural disection of the endosperm during the traditional nixtamalization process  as function of the steeping time from t = 0  to 24 hr, as well as, the calcium content for different instant corn flours with prepared by the traditionbal nixtamalization proces. The calcium content of the instant corn flour and anatomic components of corn kernel was measurement   using   atomic absorption spectroscopy. Calcium content of the instant corn flour, pericarp, endosperm and germ showed a nonlinear dependence as a function of the steeping time, with a  local calcium maximun occurring around  9 hr. An anatomical disection of the nixtamalized componets of the kernel shown that the calcium content is mainly present in the pericarp for short times ( o to 5 hr) and the entry of calcium into the endosperm and germ occurred gradually after long stteping time.  The diffusion of calcium ions addicted to endosperm occurred progressively after long steeping times, it was depending of state physical of maize kernel as the case of broken kernels. During the steeping time of the nixtamalized kernels, the calcium diffusion is a simultaneously process taking place in the pericarp, endosperm and germen. After cooking (t = 0) we found 1.146% take up of calcium in the pericarp, 0.007 % take up in the germ and about 0.028 % take up in the whole endosperm. After 24 hours of steeping time the corresponding calcium concnetration were  2.714 % in the endosperm, 0.776 % in the germ and 0.181 % in the whole endosperm. More detailed measurements in the outermost 10%, consecutive 10 % and remaining 80 % o of the endosperm as well as an analysis of the effect of endosperm damage in the total calcium concentration for different steeping times is also presented.

 

5 Corresponding author: Phone 52 4 2381141, E-mail joseluis@cicataqro.ipn.mx

 


SO3.4

Caracterización Textural y de Color de Setas Recubiertas con Películas Comestibles

 

Jiménez-Hernández J., Ramos-Ramírez E.G. y Salazar-Montoya J.A.

Departamento de Biotecnología y Bioingeniería

Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN.

Av IPN 2508, Col. San Pedro Zacatenco. A.P. 144-740, C.P. 07300, México, D.F.

 

El desarrollo de películas comestibles es una técnica que impacta directamente sobre la calidad de alimentos perecederos y se propone como un método de conservación para carpóforos frescos de Pleurotus spp. Las películas desarrolladas en el presente trabajo forman una barrera semipermeable a gases y vapor de agua, reduciendo procesos naturales como la deshidratación y la respiración, lo cual es conveniente ya que los hongos se comercializan preferentemente como producto fresco. En este trabajo se emplearon cubiertas comestibles de Carboximetilcelulosa – cera de candelilla y Quitosana  – cera de candelilla en proporciones 2:1 v/v (polímero/cera), las cuales fueron aplicadas sobre carpóforos de Pleurotus spp. Los carpóforos recubiertos fueron almacenados durante 9 días a 5 °C, durante este tiempo se evaluó la textura (Texturómetro TAX.T2i) y el color (Espectrofotómetro Hunter-Lab) de los cuerpos fructíferos. Los resultados indican que ambas películas conservaron en mejores condiciones los carpóforos que cuando no fueron recubiertos (control), manteniendo su textura y color; lo anterior permite establecer la conveniencia funcional de las cubiertas, las cuales representan una buena alternativa para la conservación de carpóforos frescos de Pleurotus

 

e-mail: eramos@mail.cinvestav.mx

SO3.5

Frequency-Domain Dielectric loss Spectroscopy of Low-Molecular Electrolytes and Biopolymers

 

Zehe A. 1, Ramírez A. 2, Starostenko O. 3

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla,

1Facultad de Cs. Físico-Matemáticas,

Apdo. Post. # 1505, 72000 Puebla, Pue., México. e-mail: azehe@prodigy.net.mx

2Instituto de Ciencias, 17 oriente # 1603, Puebla, Pue., México

Tel. 229-55-00 ext. 7851; Fax. 244-34-66. e-mail: eduardors@prodigy.net.mx

3universidad de las Américas, UDLA, Centro de Investigación CENTIA

Cholula-Puebla, APdo. Postañ 394, 72820 Puebla, México

 

The dielectric loss behavior of NaHCO3, MnCl2 and human blood was examined using frequency-domain dielectric spectroscopy over a frequency range of 100…104 Hz. Pronounced dielectric relaxation peaks appear in the low-frequency region. A peak sequence at w1 = 1.7 kHz and w2 = 3.5 kHz is attributed to the double-shell nature of spherical lymphocyte cells. The remarkably different complex dielectric permittivity of the contained nucleoplasm and cytoplasm gives rise to individual response properties due to the oscillatory perturbation of the external electric field. The double-peak frequencies depend on the concentration and shift to higher values with increasing number of participating blood cells. Addition of cis-Pt modifies the appearance of the spectra considerably, while ethanol addition shows almost no effect.

 

SO3.6

Corrosion of Sputtered TiN Film Deposited on Co-Cr-Mo Based Surgical Implants

 

Montero-Ocampo C., Juárez Martínez R.

CINVESTAV-IPN, Unidad Saltillo

Apdo. Postal 663, Saltillo Coah. México 2500

 

TiN coating were deposited by reactive sputtering on wrought surgical implant Co-27Cr-5Mo-0.05C alloy. The corrosion resistance og the samples was investigated using potentiostatic and potentiodynamic techniques in a chloride solution (Ringer’s solution). Critical pitting potentials (Ec) were estimated from the potentiostatic polarization curves and were found higher than those exhibited without deposit. The highest resistance to pitting corrosion observed with TiN coatings was attributed to a titanium oxide film formed on TiN. This oxide exhibited a high stability leading to a large passive region. According to this results, the variation of corrosion potential of TiN coated alloy with time showed an initial sharp increasing in a positive direction suggesting the occurrence of a rapid spontaneous passivation whereas, that of alloy without TiN showed a slower spontaneous passivation through formation of a chromium oxide film. Potentiodynamic polarization curves were also consistent with above results, for alloy with TiN showed a corrosion current reduction in approximately a factor 5 with respect to that of alloy without deposit. Moreover, accelerated dissolution of TiN coated ally resulted on cobalt and chromium relase (estimated by atomic absorption spectrometry) wich dissolution kinetics was much slower than without TiN deposit. The result of this investigation led to the conclusion that the used of TiN coating in the manufacture of orthopedic implants may tesult in a lower release rate of corrosion products such as cobalt and chronium ions which should improve the “in vivo” performance of the implants.

 

SO3.I2

 

 

Almidón: Versatilidad de un Polímero Biodegradable

 

 

Fernando Martínez Bustos

CInvestav-Unidad Querétaro

 

El almidón es el polímero biodegradable de alto peso molecular más abundante en la naturaleza. Formado principalmente por dos fracciones básicas: amilosa (cadena esencialmente lineal) y amilopectina (cadena ramificada), constituidas químicamente por unidades de glucosa ligadas por enlaces glicosídicos. Cada unidad de glucosa posee tres grupos potencialmente reactivos de grupos hidroxilo que son la base de todos las modificaciones. En las plantas el almidón se encuentra en forma de gránulo y se conoce como almidón nativo, se localiza en  hojas, frutos, raíces y tallos; siendo utilizado como reservorio de energía durante la dormancia y la germinación, sin embargo su uso se ha extendido mas allá de ser un recurso biológico de energía, no obstante, en forma nativa presentan un uso limitado en la industria atribuido a que entumecen con relativa facilidad y rompen con el mínimo esfuerzo, produciendo una estructura débil, pasta cohesiva o geles indeseables. Las características funcionales de los almidones requeridos por el sector industrial son ilimitadas e incluyen: viscosidad específica (caliente y fría), estabilidad al congelamiento-descongelamiento, resistencia de la viscosidad, un cambio térmico más rápido y estable, considerable estabilidad a los cambios de pH, resistencia al atrito mecánico, estable a la gelatinización, claridad, y opacidad de la pasta, tolerancia a las condiciones de procesamiento, retención de aceite, cristalinidad, higroscópia, color, agente anti-aglutinante, propiedades de formación de películas, solubilidad, propiedades para ser usado como adhesivo, estabilidad y textura de gel, capacidad de hinchamiento a frío, retención de agua, formación de gel, encapsulación, aireación, textura crujiente, control de volumen, dispersión de sólidos. Todas estas propiedades pueden ser modificadas a parir de almidones nativos mediante modificaciones químicas de conversión (hidrólisis ácida, oxidación, dextrinización y conversión enzimática). Otras modificaciones químicas en el área de derivados incluyen ligaciones cruzadas, estabilización y la adición de grupos funcionales. El reciente aumento en la demanda por la funcionalidad y de aplicaciones del almidón ha hecho las características del almidón nativo y del almidón modificado insuficientes cuando se está considerado desde el punto de vista de la ciencia de los materiales. Diversas áreas industriales han sido beneficiadas con el uso de almidones modificados como son: Alimenticia, petróleo, petroquímica, explotación minera, textil, lavanderia, papelera, adhesivos, refinación de metales, polimeros biodegradables, etc. Este polímero renovable aún ofrece muchos retos en la aplicación de nuevos procesos y técnicas de caracterización.  Por lo que en esta presentación se discutirán algunas técnicas experimentales de caracterización y modificación de almidones conjuntamente con las utilizadas actualmente.

 

 

 


SO4.I1

El Centro Nacional de Metrología y la Comparabilidad en las Mediciones

 

Salas J. A., Martínez F.

División Materiales Cerámicos, CENAM

 

La metrología se puede definir como la ciencia de la medición cuyas herramientas son los patrones, los métodos y los instrumentos de medición. Se fundamenta sobre conceptos tales como la trazabilidad y la incertidumbre, y estos elementos son organizados en torno a un Sistema Internacional de Unidades o SI. Uno de los principales objetivos de la metrología es el de lograr que todas las mediciones realizadas en cualquier parte del mundo sean comparables entre sí dentro de sus niveles de incertidumbre correspondientes. Estos simples principios tienen repercusiones muy importantes para el fortalecimiento y modernización de una sociedad, para regular las transacciones comerciales, para mejorar la calidad y la competitividad de un producto, controlar los desechos para no dañar el medio ambiente, pero sobre todo, la metrología es una herramienta fundamental para promover el desarrollo industrial, ya que es a través de la medición como se manejan los procesos industriales, se determinan las características de los productos, se establece la conformidad con normas, se desarrolla la ciencia y la tecnología para mejorar los procesos industriales.

Las substancias o productos químicos, los materiales, los alimentos y las materias primas que se manejan dentro de una economía industrializada son tan diversos, con aplicaciones tan amplias y con propiedades tan variadas en tal forma, que para el diseño y control de todos los procesos de transformación, se requiere de una ciencia y tecnología de medición sólida, versátil, eficiente y de amplia cobertura.

El Área de Metrología de Materiales, como parte del CENAM, funciona como laboratorio primario de medición en aspectos químicos, de materiales y de propiedades ingenieriles, está encargada de realizar, promover y coordinar el desarrollo de la metrología en estas magnitudes. Atendiendo este encargo, el Área de Metrología de Materiales ha establecido una infraestructura de medición y ha puesto a disposición de los sectores productivos una serie de servicios destinados a atender sus necesidades metrológicas en magnitudes químicas y de materiales.

 

SO4.1

Caracterizacion  de Descargas Toroidales de CD con Sondas Dobles

 

Valencia R.1, Camps E.2, Muhl S.3 ,  de la Rosa J. 4 y Muñoz A.2

1Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, Laboratorio de Física de Plasmas,

Apdo. Postal No. 18-1027, 11801,México, D.F.

2ININ Departamento de Física,

Apdo. Postal 18-1027, 11801, México, D.F.

3IIM-UNAM,

Apdo. Postal 70-360, C.P. 04510 México, D.F.

4ESIME-ZACATENCO-IPN,

C.P. 07738, México, D.F.

 

En este trabajo se reportan los resultados obtenidos en la caracterización de un plasma  toroidal de corriente directa con sondas dobles. Los parámetros físicos de la cámara toroidal son: 23 cm de radio mayor y 8 cm de radio menor, lo que da un área de cátodo de 7,265 cm2  útil. El objetivo de esta caracterización es el de llevar a cabo en ella, el depósito de películas delgadas y el tratamiento de materiales por implantación iónica. Las primeras caracterizaciones radiales de densidad y temperatura del plasma,  se han llevado a cabo en N2, H2 y He en función de la presión. Los valores obtenidos, varían de acuerdo al tipo de gas empleado. Para el N2, la Te varía de 1 eV  para 0.15 mbar a 2 eV para 2.5x10-3 mbar y la densidad de (7-3)x109 cm-3 en el centro de la columna, en cambio, para el He, la Te varía de (1.8-6.6) eV y (3.4x109 a 8x108  ) cm-3. 

 

SO4.2

Analysis of X -Ray Backscattering in Polished and Rough Al Samples Irradiated with Ions

 

Barragán -Vidal A., Vázquez - Polo G. and Aguilar-Franco M..

Instituto de Física , UNAM.

Apartado Postal 20 - 364,  C. P. 01000, Álvaro Obregón México D. F.

 

We present the spectra obtained by diffraction of X - ray of polycrystalline Al with two types of surfaces; mirror polished, and others with topographical characteristics. Of the latter, some consist of 8 discs which were scratched in random direrections of different lengths (one size each). Also, samples were preparted with a matrix of 20 X 20 small holes, of equal size and form and of symetric distribution. The results are compared with standard samples. The samples were analysed before irradiation with protons and maintained at low temperatures (- 190( C) during the radiation process. The purpose was to modify the structure, producing materials with nonostructures in well defined, localized areas. After irradiating the samples. They were analysed again using X-ray diffraction. The comparison of the diffractograms before and after permitted evaluation of the modification of the structure.

 

e-mail: barragan@fisica.unam.mx   

 


SO4.3

 

Raman and Photoluminescence Study of GaP1-xNx  Layers Grown by mbe on GaP and Si Substrates

 

Santana-Aranda M. A.1, Mejía-García C.2, Meléndez-Lira M.1, Contreras-Puente G.2,

López-López M. 1, Momose K. 3, Utsumi A. 3, Yonezu H. 3, Furukawa Y. 3

1 Departamento de Física, CINVESTAV-IPN, México DF, México

2 Escuela Superior de Física y Matemáticas, IPN, México DF, México

3 Department of Electrical and Electronic Engineering, TUT, Toyohashi, Japan

 

The incorporation of nitrogen to the lattice of III-V compounds opens the possibility of monolithic integration of III-V based light emitting devices with the Si microelectronics. A small quantity of nitrogen affects strongly the properties of GaP increasing for instance its light emitting efficiency. GaPN is lattice matched to silicon with only around 2% of nitrogen. Here we present the results of Raman scattering and photoluminescence (PL) measurements of GaPN with 1%, 1.6%, 1.8% and 2.4% nitrogen grown on GaP substrates and 2.3% and 2.78% nitrogen grown on Si substrates by MBE. GaP-like LO mode, as observed by Raman scattering, is shifted toward lower frequencies because of the effect of alloying and strain. The appearance of the N local mode is observed. An extra mode appears in the low frequency side of the LO mode, this mode has been frequently observed in disordered GaP, here we will discuss this interpretation. PL spectra are red shifted with increase of nitrogen content. The peak energy of the PL emission band decreases linearly with the increment of nitrogen content for samples grown on GaP substrates. For samples grown on Si, the peak energy is blue shifted with respect to that linear behavior.

 

SO4.4

 

Si Effects on InAs Self-Assembled Quantum Dots Grown by Molecular Beam Epitaxy.

 

Saucedo-Zeni N.a, Zamora-Peredo L.a, Gorbatchev A. Yua, Lastras-Martínez A.a, Medel-Ruiz C.I.a, and Méndez-García V.H. a

a Instituto de Investigación en Comunicación Óptica, Universidad Autónoma de San Luis Potosí,

 Av. Karakorum 1470, Lomas 4ª. Sección, C.P. 78210, San Luis Potosí, S.L.P., México.

 

The drive for novel optoelectronic devices based on semiconductor nanostructures has led to enormous interest in understanding and controlling the growth of quantum dots (QDs) in semiconductor heteroepitaxy. Since all efforts are devoted to controlling size, densities and the spatial arrangement of QDs, we investigate the Si effects on InAs QDs grown by molecular beam epitaxy on GaAs (100). The growth experiments were carried out in a Riber 32 MBE system employing SI-GaAs (100) substrates. Following oxide desorption, a 0.5 mm-thick GaAs buffer layer was grown, then the substrate temperature was heated up to ~650°C to expose the GaAs surfaces to the Si molecular flux during ten seconds (the As-shutter was closed). The former was made with the purpose to induce changes in the stress conditions at the interface between the InAs and the GaAs substrate. Once the samples were exposed to the Si molecular flux, the substrate temperature was lowered to ~500°C for the growth of the InAs QDs. The InAs deposited quantity was varied from 1.3 to 2.2 ML at a 0.1 ML/s growth rate. Atomic force microscopy (AFM) images observed better nucleation of QDs with the use of Si, showing an increase of the height of the islands and smaller size dispersion as compared with those QDs grown directly on GaAs. Photoluminescence (PL) measurements at 77K revealed a redshift for those samples where Si was employed. This redshift could be the result from the taller dots obtained and from the strain reduction induced by the Si atoms. These experimental findings made us consider the Si atom as nucleation center in the wetting layer for QDs formation. Furthermore, Reflectance Difference Spectra (RDS) showed two main peaks at the regions of ~2.6 and 4eV. It was found an attenuation of the RDS amplitude at ~2.6 eV for those samples exposed to Si, this could be related to a decreased island anisotropy as compared to that of conventional InAs QDs.

 

SO4.I2

Variación de las Intensidades en los Espectros de Difracción de Rayos-X en Compuestos Ternarios

Semiconductores II-VI

 

Zapata-Torres M.

CICATA –IPN. Altamira,

Km. 14.5 carretera Tampico-puerto Altamira, Altamira, Tamaulipas, c.p. 89600

 

La difracción de rayos-X, es una técnica ampliamente utilizada en la caracterización estructural de materiales. Esta puede ser utilizada desde una forma muy simple, tal como llevar el control de un material; hasta de una manera muy sofisticada, tal como la determinación de las posiciones atómicas utilizando el método de Rietveld. Los compuestos ternarios semiconductores II-VI, son materiales que han sido ampliamente estudiados tal es el caso del CdxZn1-xTe, CdSxTe1-x y CdTe:In. Cada uno de ellos tiene interés como detectores de rayos gamma, el material que se forma en la interfaz de la celda solar CdTe/CdS y como un material de gap variable, respectivamente. Para caracterizar apropiadamente estos materiales, es necesario determinar como varían las posiciones e intensidades de los picos de difracción, al ir variando la concentración molar de los diversos elementos. Esto es necesario, debido a que los patrones que tenemos en los PDF (powder diffraction file), son de compuestos binarios. En el presente trabajo, se presenta como varían las intensidades y las posiciones de los picos de difracción de rayos-X, de las soluciones sólidas CdxZn1-xTe, CdSxTe1-x y CdTe:In.

 

Trabajo apoyado por:  CGPI-IPN 20020252 y  CONACYT 38444-E

 


SO5.I1

Ab initio calculations and scanning tunneling microscopy: adsorption of group III, IV, and V metals on Si(001)

 

Takeuchi Noboru

Centro de Ciencias de la Materia Condensada Universidad Nacional Autónoma de México,

Apto. Postal 2681, Ensenada,  22800 México

 

A basic problem in surface science is the determination of the atomic structure of a surface. Scanning tunneling microscopy (STM) has proven to be a valuable real-space surface probe capable of atomic resolution. However, STM images can be interpreted easily only in the most simple cases. In this talk, we combine first principles total energy calculations with STM experiments to determine the atomic structure of group III, IV and V metals adsorbed on Si(001) surfaces.  Experimental evidence has shown that the phase diagrams of these systems are very rich in reconstructions. When a small amount is deposited on Si(001) surfaces, group III and IV metals form similar one dimensional lines. Instead, group V metals form a (2×1) reconstruction. At a coverage of 1/2ML, group III and IV metals form a (2×2) reconstruction. Increasing the coverage, the reconstruction change to c(2×8) for group IV metals, while in the case of group III metals it becomes very complex, and a  (3×4) building block plays an important role.   The atomic geometry of the different structures are optimized via ab initio calculations. Their relative stabilities are determined by their surface formation energies.  A comparison between calculated local density of states (LDOS) and  STM images gives excellent results.  Using our results, we speculate why group IV and V metals (but not group III) can be used as surfactants in the growth of Ge on Si(001).

We acknowledge support from CONACyT, Project # 33587-E, and DGAPA-UNAM Project # IN111600.

 

SO5.1

Heat Balance at the Boundary of Two Mediums at the Non-Static Thermal Processes

 

Gurevich Yuri , Lóhvinov Heorhiy

1Depto de Fisica, CINVESTAV-I.P.N.

Apdo.Postal 14-740, México, 07300 D.F. México

2Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, ESIME Culhuacán,

Av. Santa Ana 1000, Col. San Francisco, Culhuacán, C.D.04430, D.F.,México

 

All photothermal experiments are based on the temperature probing at the sample surface. Therefore, it is necessary to know the correlation describing the energy balance at this boundary or by another words the heat boundary conditions for the heat diffusion equation that are adequate to the mentioned experiments.

It is important to note that in the photothermal phenomena the heat boundary conditions must connect the heat flux incoming to the boundary from the sample with the heat flux transferring through the surface. This is associated with the substance of these experiments in which the non-static temperature is produced by means of absorption of the modulated laser beam.

The incoming heat flux and the heat flux through the surface are equal and continue if the thermal transfer is static. This condition can be broken off at the high-frequency thermal fluxes or the short-pulse thermal processes.  In this case we must take into account the surface possibility to accumulate the heat energy.

This process demands the new physical value which we are introducing for the carefully description of the surface heat processes, and it is the surface heat capacity. The situation is similar to the sample volume. Static heat equation is used under the heat perturbations non-depended on time, and only the process of the heat conduction is occurring in it. The non-static equation accounts the additional process, namely the  “thermal inertness” of matter, which is expressed by the bulk heat capacity. The surface must have the own “thermal inertness” too at the fast temperature variation. The bulk and surface heat capacities are different due to the different properties of the bulk and the surface.

In this work we are representing the equations describing the correlations between the heat flux incoming from the sample to the boundary with the heat flux inside the surface layer. It is examined the insulators and semiconductors. In the second case it was used a two-temperature model accounting electron-phonon heat exchange at the volume and at the surface. Some experiments are predicted being able to measure the discussed surface thermal parameters.

 


SO5.2

Thermodynamic Models of Molecular Beams

 

Elyukhin V. A., García-Salgado G., and Peña-Sierra R.

Departamento de Ingeniería Eléctrica – SEES, CINVESTAV-IPN, México, D. F.

 

The epitaxial layers grown by the molecular beam epitaxy and the thin films deposited by the thermal evaporation in vacuum are mainly formed from the molecular beams. The growth conditions of the epitaxial layers and thin films depend on the characteristics of the molecular beams that can be described by the thermodynamic models.

The molecular beams are produced by a variety of the sources. The constructions of the sources determine the characteritics of the molecular fluxes. There are two main mechanisms of formation of the molecular beams such as Knudsen effusion from the cell and free evaporation. The Knudsen effusion is the emergence of the vapor molecules from the cell with the small aperture. The small aperture provide thermodynamic equilibrium of the vapor with the evaporated substance inside of the Knudsen effusion cell. Moreover, the small aperture selects the highly energetic molecules of vapor for the beam. The free evaporation provides the spreading of the evaporated molecules without any collisions. Thus, in spite of the one-directed movement, the particles from the Knudsen effusion cell and freely evaporated molecules should have the different thermodynamic characteristics. The molecules emerged from the Knudsen effusion cell are represented as vapor species moving in a given direction. The freely evaporated molecules are described as particles of the one-dimensional ideal gas. It is shown that the mean velocity of two types of the particles are very distinct one from another. The distinct values of the mean velocity provide the different values of the kinetic energy and configurational entropy of the molecules at the same values of the fluxes and temperature.

 

SO5.3

Numerical Simulation of The Diffraction from a Finite Metallic Lamellar Grating (*)

 

Sumaya-Martínez J.

Facultad de Ciencias de la Universidad Autónoma del Estado de México,

Av. Instituto Literario No. 100, Col. Centro, Toluca, Edo. Méx. C.P. 50000. 01 (722) 29- 655-56, Mata-Méndez O.(**),

Departamento de Física, Escuela Superior de Física y Matemáticas, Instituto Politécnico Nacional. Zacatenco, México,D.F. 07738.

 

Numerical computations of the diffraction of oblique T.E.-polarized electromagnetic beams from N rectangular grooves ruled onto an infinite planar conducting thick screen with a substrate of finite conductivity (finite lamellar grating) is presented. The substrate could be made up either of metallic or dielectric materials.

The influence of the thickness of the screen and of the refractive index of the substrate in the transmission coefficient and in the far field diffraction is shown. Finally, the degree of coupling between grooves as a function of the angle of incidence is considered.

 

(*) Work supported under grants CONACyT I35695-E and UAEM 1527/2001.

(**) Fellowship COFAA-IPN.

jsumaya2000@yahoo.com.mx

 

SO5.4

Efectos de Campos Magnéticos Externos en las Propiedades Ópticas de Superredes*

 

1García Serrano R., 2Martínez G., 2Hernández P. H. y 2Cocoletzi Gregorio H.

1Posgrado en Optoelectrónica, FCFM, UAP

2Instituto de Física, UAP

 

Presentamos estudios de los efectos de campos magnéticos externos en las respuestas ópticas de superredes semiconductoras altamente impurificadas. Las estructuras se construyen con celdas unitarias formadas de dos capas. Los anchos y los tensores dieléctricos de las capas 1 y 2  son d1 y d2, y e1 y e2, respectivamente. Las respuestas dieléctricas se modelan por medio de osciladores armónicos amortiguados. De la solución a la ecuación de onda en cada medio material, se construyen las matrices de transferencia de las capas y por medio de las condiciones de contorno se obtiene la matriz correspondiente de la bicapa. Mediante la aplicación del teorema de Bloch se calcula la relación de dispersión de los modos colectivos del sistema infinito. Estos presentan minibandas y minibrechas de los magnetoplasmones de volumen. Para la superred truncada calculamos las reflectividades para luz incidente con polarización P. Tanto las minibandas como las respuestas ópticas se estudian en función de los parámetros estructurales y de la intensidad del campo aplicado.

 

*Trabajo financiado por CONACYT-BUAP.

 


SO5.5

Acoplamiento Fotón-Fonón en Superficies de Semiconductores

 

Pérez-Sánchez F. L., Pérez-Rodríguez F.

Instituto de Física, Universidad Autónoma de Puebla

Apdo. Postal J-48, Puebla, Pue., 72570, México.

 

Se investiga teóricamente el acoplamiento fotón-fonón en superficies de semiconductores homopolares con estructura de diamante y su manifestación en los espectros de anisotropía de reflectancia para diferentes tipos y condiciones de las superficies de los cristales. Aplicando el modelo adiabático de cargas de enlace (BCM), se ha obtenido de manera analítica dentro de la aproximación armónica, la solución del sistema de ecuaciones acopladas para el campo electromagnético y los desplazamientos atómicos de una red cristalina semi-infinita. En este trabajo se estudia en particular el acoplamiento fotón-fonón en superficies (001) relajadas y reconstruidas, bajo el proceso de dimerización, de Silicio y Germanio.  

 

SO5.6

Predicción de la constante dieléctrica de óxido de silicio nitridado

 

Compeán M. E. 2, Baquero Rafael2, Herrera Gómez Alberto1

1Departamento de Física CINVESTAV, México

2CINVESTAV- Unidad Querétaro

 

Estudios anteriores mostraron que la estructura geométrica del óxido de silicio nitridado bajo cierto método, es muy semejante a la del óxido de silicio, pero con átomos de nitrógeno substituyendo a átomos de oxígeno. El hidrógeno juega un papel muy importante. Este trabajo se enfoca en el calculo de la función dieléctrica del oxido de silicio nitridado suponiendo ésta geometría. A través del cálculo de la estructura de bandas del oxido de silicio nitridado (usando Tight Binding), fue posible calcular la función dieléctrica del cristal. El objetivo es obtener la tendencia de la función dieléctrica del oxido de Silicio nitridado al cambiar la concentración de Nitrógeno en el cristal.

 

SO5.I2

Light Scattering by Fractal Aggregates at Surfaces*

 

Mochán W. Luis1, and Ortiz Guillermo P.2

1CCF-UNAM, Cuernavaca,

2CCF-UNAM y FC-UAEMOR, Cuernavaca.

 

Spherical colloidal particles suspended at surfaces may aggregate yielding fractal structures with dimension df<2. Due to scale invariance, the scattered light decays as a power of the scattering wave-vector with an exponent usually identified with df. This identification becomes questionable whenever the surface plasmons of the particles are excited, as multiple dispersion becomes non-negligible. We calculate the induced polarization, the self-consistent field, and the normal modes of fractal aggregates in 2D using a hierarchical representation which allows the study of large systems accounting for the long range of the interactions. We did obtain a scaling with df  for the dynamically induced polarization, but only for systems much larger than a new length-scale which is related to the dissipation within the system. This result could explain the discrepancies between different optical determinations of the fractal dimension of aggregates.

*This work was partially supported by DGAPA-UNAM under grant No. IN110999.

 

SO6.I1

Semiconductor and metal dispersed nanocomposites and their Applications

 

Pal Umapada

Instituto de Física, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla,

Apdo. Postal J-48, Puebla, Pue. 72570, México.

 

Nanoparticles of metals and semiconductors dispersed in a matrix (generally metal oxides) are of great interest at present due to their potential applications in nonlinear optical devices, semiconductor laser fabrication, photocatlysis and gas sensors. In this lecture I would like to higlight some basic concepts of the preparation and characterization techniques of nanoparticles and nanocomposites. Origin of various functionality in functional nanocomposites will be discussed. The applications of such nanocomposites and nanoparticles in the field of research and industry will be discussed.

 

e-mail: upal@sirio.ifuap.buap.mx

 


SO6.1

Carbon intestitials and carbon site switching in carbon doped GaAs

 

Mimila-Arroyo J., Bland S. W. 1 and Lusson A. 2

Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional,

AP 14-740, México D.F. CP 07000, México.

1IQE (Europe) Ltd., Cypress drive, St Mellons,

Cardiff CF3 0EG, United Kingdom.

2Laboratoire de Pysique de Solides et Cristalogénèse, UMR CNRS,

 1 Place A. Briand, 92190 Meudon, France.

 

Carbon is, by now the acceptor of choice to obtain p-type GaAs. It sits on the arsenic sub-lattice introducing the shallowest acceptor level known to now, with the lowest thermal diffusion coefficient. Carbon in GaAs has not been reported occupying substitutional sites in the gallium sub-lattice and there are a very few reports in the literature showing that it can be found on an interstitial position. Such properties make carbon a well adapted acceptor dopant to be used in high performance electronic and opto-electronic devices. The growth of carbon doped GaAs under non-optimal growth conditions creates carbon dimers; CAs-Ga-CAs (C2), in which one of the carbon shallow acceptor levels becomes deep, precluding its ionization at room temperature. However, carbon doping stability in GaAs, still rises some questions as under high temperature thermal annealing the hole concentration might decrease. In this work, we show that long thermal annealing of carbon doped GaAs layers produces hole concentration changes that are dependent on carbon atomic concentration as well as on annealing conditions.

Carbon thermal stability in carbon doped GaAs layers was studied on samples grown by low-pressure metalorganic chemical vapour deposition extrinsically doped with several atomic carbon concentration between 1019 and 2x1020 cm-3. The hole concentration is found to be a complex function of the annealing time, increasing from an initial value which depends on atomic carbon concentration to some intermediate value whereupon the hole concentration decreases before resuming its increase to a value consistent with the atomic concentration. The observed carrier loss and its subsequent recovery, is explained by a double-site switch of one carbon from the CAs-Ga-CAs dimer. Firstly oner carbon moves to an interstitial site Ci, where it behaves like a double donor, followed by a move to a more distant As substitutional site where it behaves as a normal shallow acceptor. Both processes follow a first-order kinetics with different kinetic coefficients.

 

SO6.2

Estudio del Efecto Piezoeléctrico en Pozo Cuánticos Estresados de InxGa1-xAs sobre Substratos (n11) de GaAs Crecidos por MBE

 

Yee C.M., Santana M., Meléndez-Lira M., Vázquez C. y López M

Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN, Departamento de Física

Apartado Postal 14-740, México D.F.

 

Se estudiaron pozos cuánticos  de InxGa1-xAs/GaAs, estas hetereoestructuras presentan un esfuerzo elástico debido a que la película de InxGa1-xAs crece pseudoformicamente sobre  el GaAs. Las muestras fueron crecidas en las orientaciones (n11), con n=1,2,3,4 y como  referencia en la cara (100). La concentración de Indio usada en este trabajo fue de alrededor del 20%. Se realizaron sobre estas películas estudios de microscopia óptica y de fuerza atómica para estudiar sus propiedades estructurales. Empleamos fotorreflectancia (FR) a 300K, y fotoluminiscencia (FL) a 12 y 77K, para el estudio de sus propiedades ópticas. El esfuerzo inducido sobre las películas de InGaAs  por la diferencia de constantes de red con el substrato, hace variar las propiedades de las hetereoestructuras. Se calculan las alineaciones de las bandas utilizando el conocido modelo de Van de Walle [1]. Se obtiene que para estas concentraciones la discontinuidad en la banda de conducción es de 0.7(EgGaAs-EgInGaAs), donde EgGaAs y EInGaAs son las energías de brecha prohibida del GaAs y del InxGa1-xAs, respectivamente. Se calculó el tensor de esfuerzos y a partir de este se encontró la deformación producida por la concentración de Indio, así como por la orientación del substrato. Dado que el  InGaAs es una material piezoeléctrico, al estar sujeto a un esfuerzo provoca un campo eléctrico intenso (~107 V/m), encontramos que este campo es mucho mas intenso que el obtenido mediante el análisis de Franz-Keldysh de los espectros de FR. Se calculó teóricamente la emisión del pozo cuántico como función de la concentración, la temperatura y la orientación del substrato. Estos cálculos son comparados con sus respectivos espectros de FL y FR. Se encontró que la intensidad del campo eléctrico en las muestras a partir de las energías experimentales requieren que la magnitud del campo piezoeléctrico  varíe con la orientación. Se comparan estas variaciones con las encontradas en la literatura.

 

[1].- Band offsets  at strained-layer interfaces

        Chris G. Van de Walle

        Mat. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 102.


SO6.3

Highly Oriented CdS Films Deposited by an Ammonia-Free Chemical Bath Method

 

Sotelo-Lerma2 M., Ortuño López1 M.B., Valenzuela-Jáuregui1 J.J, Mendoza-Galván1 A.,

and Ramírez-Bon1 R.

1Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN. Unidad Querétaro.

 Apdo. Postal 1-798, 76001 Querétaro, Qro., México

2Centro de Investigación en Polímeros y Materiales. Universidad de Sonora,

Apdo. Postal 130, 83190 Hermosillo, Son., México.

 

In this work we report an ammonia-free chemical bath method to deposit highly oriented CdS films on glass substrates. The method is based in the substitution of ammonia by sodium citrate as the complexing agent of cadmium ions in the reaction solution. We compared the physical properties of the CdS films obtained by this method to those of CdS films obtained by a traditional method which uses the thiourea-ammonia system. We found that [002] crystalline orientation is higher in the films obtained by the ammonia-free method than in the ones obtained by the traditional method.

 

SO6.4

Study of the Interfacial Quality of n- and p-type InxGa1-xAsySb1-y Epitaxial Layers Grown on GaSb Substrates

 

Riech I. *1, Mendoza-Alvarez J.G. 1,Cruz-Orea A. 1, Gomez-Herrera M. L. 2, Herrera-Pérez J. L.3

1Depto. de Física, Cinvestav-IPN,

Apdo. Postal 14-740. México DF 07000

2CICATA-IPN. Unidad Legaria.

Av. Legaria 694. Col. Irrigación. México DF 11500

3CICATA-IPN. Unidad Puebla.

Acatlán 63. Col. La Paz. Puebla, Pue. 72160

 

Using the liquid phase epitaxy technique quaternary InxGa1-xAsySb1-x semiconductor epitaxial layers were grown, in which the band-gap energy can be changes between 1.7 and 4.3 mm, by changing the alloy stoichiometry. We grew p-type In0.16Ga0.84As0.14Sb0.86 layers on n-type GaSb substrates (p-N heterojunctions); as well as n-type layers with the same stoichiometry on p-type substrates (n-P heterojunctions). It is known that the dopant to obtain n-type InGaAsSb layers, which is tellurium, has a big diffusion coefficient in such a way that Te atoms can easily diffuse toward the substrate-layer interface affecting the quality of the grown layer. We have already shown that the photoacoustic technique (PA) can be successfully used to obtain the non-radiative interface lifetimes and correlate them with the crystalline quality of the interface. In this work we have applied the photoacoustic technique to measure the interface recombination velocity (Vint) in both types of samples: p-N and n-P heterojunctions, and we have compared these results with measurements of atomic force microscopy made along the cross section of the interface substrate-epitaxial layer. These atomic force results show a better interface quality for the p-N heterojunction. The results obtained for the Vint values through the PA measurements show that the recombination velocities are larger for the n-P interfaces as compared to those for the p-N interfaces. We discuss the model used to interpret the PA results and the atomic force images of the interface morphology.

 

*Permanent Address: IMRE-Facultad de Física. Universidad de La Habana, Cuba

 

SO6.I2

Modos Congelados: un Nuevo Comportamiento de la Dinámica de Redes de Cristales

Semiconductores Mixtos Ternarios

 

Jiménez-Sandoval S.

Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Unidad Querétaro

Apartado Postal 1-798, Querétaro, Qro. 76001, México

 

Principalmente durante los 1960´s y 1970´s se estudió intensivamente la dinámica de redes de cristales mixtos ternarios de la forma AxB1-xC, haciéndose una clasificación bien establecida en cuanto al número de bandas observadas (en inglés: one-mode, two-mode and mixed-mode behavior). Una característica común en los comportamientos fonónicos observados fue el corrimiento en frecuencia desde los modos Raman de el extremo binario AB hasta la frecuencia de los modos Raman del extremo binario BC. En este trabajo se muestran resultados de un estudio por espectroscopia Raman de cristales mixtos de        Zn1-xFexS y Zn1-yMnyS  con diferentes concentraciones de Fe (0 ≤ x ≤ 0.05 ) y Mn (0 ≤  y  ≤ 0.5  ). A diferencia de los comportamientos tradicionales, se encontró que tanto la intensidad y las frecuencias de los modos transversal óptico (TO) y longitudinal óptico (LO) del ZnS son aproximadamente independientes de la concentración de Mn o Fe. Adicionalmente, conforme los átomos de Mn (o Fe) substituyen átomos de Zn, se observan cuatro modos con frecuencias w(TO) < w < w(LO). Tres de estos cuatro picos tienen frecuencias similares a las de los máximos de la densidad de estados del ZnS y por lo tanto son atribuibles a modos inducidos por desorden. El cuarto modo adicional (a 323 cm-1) se observa para muestras con x ≥ 0.10, y ha sido asignado a un modo de respiración de los átomos de S más cercanos alrededor de los átomos de Mn. Es decir, se ha determinado que las frecuencias de los modos adicionales y de los modos LO y TO del ZnS son prácticamente constantes e independientes de la composición.  Se propone que este comportamiento poco usual (“Congelado”) es debido a la pequeña diferencia entre las masas reducidas de los compuestos binarios extremos cuando los átomos de Zn son substituidos por átomos de Fe ó Mn. Más aún, se sugiere que el comportamiento de frecuencia congelada ocurrirá siempre y cuando la diferencia entre la masa reducida de los compuestos binarios extremos (Δμ) sea menor o igual a aproximadamente 2.0 amu. También se extiende el criterio de masa reducida para distinguir entre el comportamiento de un modo y el de dos modos según los datos disponibles.