PDII.1

Substrate Holder for the Production of Thin Films Employing the Pulsed Laser Technique

 

Herrera M., Gómez O., Castro-Rodríguez R., Bartolo-Pérez P.

Departamento de Física Aplicada CINVESTAV-IPN, Unidad Mérida.

Av. Tecnológico Km. 6, A.P. 76, Cordemex Mérida, Yuc. CP 97310.

 

In this work we present the design and construction of a mechanism for the exchange of substrate that is used in the growth of thin film with multiple layers by means of the pulsed laser deposition technique (PLD). This mechanism has a revolvable substrate holder type carrousel with capacity for three substrata. The mechanism is manipulated from the exterior of the chamber to exchange the substrata without to break the hole neither to alter the internal conditions of the chamber. The system uses a substratum heater until a maximum temperature of 700 ºC. In a process of growth without this mechanism and with a temperature of 500 °C, 3 thin films layers are obtained during 8 hours, with the proposed mechanism 9 thin films can be obtained in 8 hours, increasing the production and diminishing energy cost and material like inert gas. The system is mounted in a standard 6 inches ConFlat® flange to be used in ultra high vacuum (UAV) chambers. A Nd:YAG (Neodymium Yttrium Aluminum Garnet) infrared laser at wavelength of 1064 nm and energy density of 25 J·cm-2 is used to vaporize the target. The system is evaluated by growing several structures of CdTe-CdS used for solar cell on indium tin oxide (ITO): ITO/CdS, ITO/CdTe. The structures and chemical composition were studied using grazing incidence x-ray diffraction (GIXRD) and Auger electron spectroscopy (AES), respectively.

 

Tel (999) 981 2960, Fax (999) 981 2917, email: mherrera@kin.mda.cinvestav.mx

 

PDII.2

Obtención y Caracterización de Películas de CaF2/Si(111) Obtenidas por Depósito

Químico en Fase Vapor con Hidrógeno Atómico

 

Becerra Ponce de León J. I., Silva-Andrade F., Chávez F., Bernés S., Soto-Guzmán A. *

Instituto de Ciencias de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

* Departamento de Física del CINVESTAV-IPN

 

Los fluoruros alcalinotérreos del grupo II como el fluoruro de calcio (CaF2), se consideran como excelentes aislantes y se utilizan como materiales apropiados para crecimientos epitaxiales sobre sustratos de Silicio (Si), en la formación de compuertas dieléctricas para transistores de efecto de campo (FET), como capa colchón en la manufactura de estructuras de silicio sobre material aislante (SOI) o simplemente como una capa colchón en la fabricación de estructuras con materiales disimilares. El CaF2 y el Si presentan una estructura cristalina similar al diamante y la zinc blenda (ZnS). Una de las sorprendentes propiedades físicas del CaF2 es que presenta una alta energía de cohesión, alta resistividad eléctrica y una alta constante dieléctrica; pero además puede ser depositado fácilmente sobre sustratos de Si, por técnicas sofisticadas de crecimiento epitaxial tales como MBE, VPE o simplemente por evaporación en alto vacío. El pequeño desacople de red entre el CaF2 y el Si permite el crecimiento de capas epitaxiales de alta calidad cristalina. El estudio de nuevas técnicas de crecimiento de materiales nos permite proponer sistemas de crecimiento epitaxial, sin la necesidad de emplear condiciones de ultra alto vacío, pero que las propiedades tanto ópticas como eléctricas sean comparables a las de materiales obtenidos con esos sistemas sofisticados. En el presente trabajo se presenta el diseño y construcción de un sistema de crecimiento de películas en fase vapor empleando al hidrógeno atómico como agente reactante. Se creció una serie de películas de CaF2 sobre sustratos de silicio monocristalino con orientación cristalográfica (111). Se presentan resultados preliminares de la caracterización realizada. Mediante un espectrofotómetro de infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR) se analizó la absorbancia y se encontró una pequeña banda de frecuencias en 850 cm-1que corresponde a la presencia de vibraciones fonónicas del enlace Ca-F, de donde se infiere que es posible el crecimiento de la películas de CaF2 empleando al hidrógeno atómico como agente reactante. Se presentan además resultados preliminares de difracción de rayos x, espectros de energía dispersiva (EDS), microscopía óptica y de fuerza atómica (AFM).

 

PDII.3

Structural, Optical and Mechanical Properties of AlN Films - Effect of Thickness

 

Jergel M.1, Aguilar-Frutis M.2, Falcony C.1, Auger M. A.3, Sánchez O.3, Albella J. M.3,

1Departamento de Física, CINVESTAV-IPN, México, D.F., México

2CICATA-IPN,

Miguel Hidalgo 11500, México D.F., México

3Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC), Madrid, Spain

 

AlN films have attracted much attention due to their unique optical, electronic, and mechanical properties. To achieve them, smooth surface and high-quality structure with well developed preferred orientation are required. In addition to the preparation conditions, the film thickness is important for the structure development. AlN films of the nominal thickness ranging from 10 nm to 1500 nm were synthesized on Si(100) wafers by reactive dc magnetron sputtering under the same conditions. The following techniques were used to determine sample parameters - elastic recoil detection analysis and RBS (chemical composition), XRD in Bragg-Brentano and grazing incidence modes (atomic structure), SEM (morphology and microstructure), Dektak profilometry (thickness, surface roughness), spectroscopic ellipsometry (optical properties, thickness), AFM (surface roughness), X-ray reflectometry (thickness, surface roughness) and nano-indentation method (mechanical properties). Hexagonal polycrystalline structure with the tendency to a preferred orientation, c axis being perpendicular to the substrate, was detected by XRD. This texture evolves inside the columns observed by SEM. The thinnest films have the smallest grains, the largest microstrains and the smallest surface roughness. From these parameters, only surface roughness increases systematically with increasing thickness while lattice distortion (macrostrain) producing tensile stress along the substrate is gradually relieved. Most notably, there is a texture extreme around 800 nm thickness which was confirmed on a repeatedly deposited sample. The refractive index is independent of the thickness indicating well densified films. The structural parameters are correlated to the mechanical properties found.

PDII.4

Estudio In-situ por las Técnicas RBS, PIXE y PIXE Diferencial de Procesos de Difusión Inducidos por

Tratamiento Térmico en Películas de Cu-Fe Implantadas y no Implantadas

 

Morales J. G., Ruvalcaba-Sil J. L., Rodríguez-Fernández L.

Instituto de Física, UNAM.

Apdo. Postal 20-364, México D.F. 01000

 

Se depositaron de películas delgadas de Cu sobre Fe en sustrato de silicio (111) por la técnica de evaporación por cañon de electrones. Varias muestras se implantaron con iones de Cu+ en un intervalo de dosis de 1x1015 a 7.5x1017 átomos/cm2. Se aplicó un tratamiento térmico tanto a muestras implantadas como no implantadas. Las muestras se analizaron in situ durante el tratamiento térmico por las técnicas Retrodispersión Elástica de Iones (RBS) y emisión de Rayos X Inducida por Partículas (PIXE) en forma simultánea, usando partículas alfa de energía 3-3.7 MeV. Los espectros RBS y las razones Cu-Ka/Fe-Ka y Si-Ka/Cu-Ka obtenidas de los espectros PIXE se usaron para estudiar el comportamiento del sistema Cu/Fe/Si. Los cambios importantes del sistema se observan entre 600 a 700°C. PIXE Diferencial se basa en el cambio de la energía del ión incidente para modificar la profundidad analizada en la muestra. El correspondiente espectro PIXE cambia como una función de la energía del haz y del perfil elemental, de este espectro es posible medir la concentración elemental. Se aplicó PIXE Diferencial usando partículas ala de energía 1-4 MeV para determinar el estado final del sistema. Se presentan los resultados del análisis in situ y de los perfiles de concentraciones tras el tratamiento térmico.

 

Esta investigación es apoyada por el Proyecto CONACyT G35465-E.

 

PDII.5

Effects of Contacts in GeSbTe Thin Films

 

Morales-Sánchez E.1,2, Prokhorov E.F. 1, González-Hernández J.1, Mendoza-Galván A.1

1CINVESTAV del IPN, Unidad Querétaro,

Juriquilla, Querétaro 76230, Mexico.

2División de Estudios de Posgrado, Facultad de Ingeniería, UAQ, Querétaro, Mexico.

 

The comparison of the electrical parameters in amorphous GeSbTe thin films obtained using three different methods (electrical impedance, DC and four point probe resistivity measurements), has shown that impedance measurements is the most appropriate because it is able to separate the contribution of the bulk and contacts. We determined the dependence of the conductivity with temperature from impedance and DC measurements. Resistivity was obtained for different compositions and thickness showing dependence in roughness.

 

PDII.6

Caracterización de Propiedades Eléctricas de Películas Delgadas de CdS Impurificadas con Azul de Metileno

 

Carmona-Rodríguez J. (1), Dávila-Pintle J. A. (3), Lozada-Morales R. (1), Palomino-Merino R. (2), Portillo-Moreno O. (4

Hernández M. (4), Xoxocotzi-Aguilar R. (2), Zelaya-Angel O. (5)

(1) Posgrado en Optoelectrónica, Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

(2) Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

(3) Facultad de Ciencias de la Electrónica, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

(4) Facultad de Ciencias Químicas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

(5) Departamento de Física, Centro de Investigaciones y de Estudios Avanzados del IPN.

 

Por el método de baño químico se crecieron e impurificaron películas delgadas de CdS con Azul de Metileno (AM), las concentraciones usadas ya han sido reportadas en otros trabajos [1]. Para las muestras obtenidas se les midió la conductividad en el oscuro en el rango de 100-450 °K, su densidad de portadores por termopotencia y sus movilidades. Los efectos de la inclusión de la moléculas de AM como dopante fueron notables en las propiedades analizadas, ya que la conductividad y la movilidad aumentaron notablemente respecto de la muestra sin purificar, cuando la concentración de AM aumento, hasta una concentración critica y después disminuyo, lo cual muestra que posiblemente exista una concentración optima de impurificación. Por otro lado la densidad de portadores permaneció constante con la misma variación de concentración de AM. Esto prueba que el AM no proporciona carga adicional al sistema y que la variación observada en las demás propiedades es producto de una pasivación en el CdS.

 

1.- J. L. Martinez-Montes, G. Martinez-Montes, G. Torres-Delgado, O. Guzmán, O. Zelaya-Angel, and R. Lozada Morales, J. Mater. Sci. : Mater. Electrón. 8, 72 (1996).

 


PDII.7

Analysis of the Electric and Photoelectric Properties of Chemically Deposited PbS

Thin Films Using Impedance Spectroscopy and Electric Modulus

 

Álvarez-Quintana J.*, Ramírez-Bon R.

Unidad Querétaro del CINVESTAV-IPN,

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

 

The electric and photoelectric properties of polycrystalline semiconductors are strongly influenced by the high resistivity or conductivity of the grain boundaries. In the case of polycrystalline PbS thin films, the contributions of the grains and of the grain boundaries to the total electric and photoelectric properties of the material can be separated by impedance spectroscopy. A semicircle in the region of high frequencies in the complex impedance plane reflects the contribution of the grains, an arch in the region of low frequencies it is caused by the grain boundaries and an additional arch in low frequencies it can be generated by the effect of the electric contacts. 

In this work the electric and photoelectric properties of five types of PbS thin films chemically deposited on glass substrate are compared, the films differ in their deposition time (1.5,2,3,4,5 hours respectively) although they were deposited simultaneously. 

An elaborated study using impedance spectroscopy and electrical modulus shows that the porosity and the grain boundaries are directly related with the resistivity and photosensitivity of the films. One observes that to smaller porosity the photosensitivity of the films is increased, while the electric resistivity of the grain boundaries diminishes, it is also observed that variations in the porosity do not affect the permitivity and electric resistivity of the grains. 

On the other hand it is demonstrated that the impedance spectroscopy is a powerful technique for the quantification of the porosity in polycrystalline materials, as well as for the calculate of the gap energy starting from the activation energy obtained of the variation of the resistivity with the temperature in intrinsic semiconductors.  

 

e-mail: *jalvarezq@arcos.qro.cinvestav.mx

 

PDII.8

Estudio de las Propiedades Eléctricas de Películas Delgadas de CdSe Tratadas Térmicamente

en una Atmósfera de Ar+Se

 

Rubín-Falfán M. (1,2),  Martínez-Hipatl R. (1), Dávila-Pintle J. A. (1), Lozada-Morales R. (3), Palomino-Merino R. (3)

Portillo-Moreno O. (4), Zelaya-Angel O. (5), Baños-López L. (6)

(1) Facultad de Ciencias de la Electrónica, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

(2) Facultad de Ciencias de la Computación, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

(3) Posgrado en Optoelectrónica, FCFM-, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

(4) Facultad de Ciencias Químicas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

(5) Departamento de Física, Centro de Investigaciones y de Estudios Avanzados del IPN

(6) Centro de Investigaciones en Materiales de la UNAM, México DF, México

 

Se crecieron películas policristalinas de CdSe sobre substratos de vidrio utilizando la técnica de Deposición por Baño Químico, obteniéndose películas en dos tipos de fase Zincblenda (cúbica) y Wurzita (hexagonal. Estas películas se sometieron a un tratamiento térmico en el rango de temperaturas de 100 a 500 °C en una atmósfera de Ar + Se. Las muestras de CdSe en fase cúbica presentaron una transición de fase despúes del tratamiento térmico, mientras que las muestras hexagonales presentan en su estructura un proceso de orden-desorden-orden hasta mejorar su cristalinidad, esto se determinó por los difractogramas de rayos X. De los espectros de absorción se determinó el valor del Gap como función de la temperatura de tratamiento. Mediante la conductividad en el obscuro se observó que la conductividad en las muestras disminuyó notablemente con respecto a la muestra as-grown, mostrándose además el proceso orden desorden ocurrido por el tratamiento térmico.

 

PDII.9

Estudio de Fotorreflectancia en Películas Semiconductoras de CdS Tratadas con Diferentes Concentraciones de CdCl2

 

Hernández-Contreras H.1, Mejía-García C. 2, Ximello-Quiebras J.N., Contreras-Puente G. 2, Vidal-Larramendi J. (a).

Escuela Superior de Física y Matemáticas - Instituto Politécnico Nacional, C. P. 07738, México D. F. México.

(a)Facultad de Física-IMRE, Universidad de la Habana, 10400, La Habana, Cuba

 

El CdS es empleado como material ventana en celdas solares de materiales II-VI. En este trabajo estudiamos el comportamiento del efecto del CdCl2 sobre películas crecidas por Sputtering en área de 450 cm2 al ser depositadas por la técnica de CSVT-HW (Close Space Vapor Transport Hot Wall) y tratadas térmicamente a 400 °C con diferentes tiempos de recocido. La técnica de Fotorreflectancia (FR) es una técnica no destructiva y nos permite ver el comportamiento de la energía de la brecha prohibida (Eg) en el CdS. El efecto del tratamiento térmico colabora en la eliminación de los pin-holes (huecos) y permite que los cúmulos depositados se compacten. Los resultados por FR serán comparados con el análisis obtenido por Transmisión óptica.

 

1 Becario P.I.F.I.-I.P.N., e-mail:hhdz@esfm.ipn.mx

2 Becario SNI, EDI, COFAA

 

 

 

PDII.10

Photoreflectance Investigations of Modulated-doped AlGaAs/GaAs Heterojunctions

 

Zamora-Peredo L.1, López-López M.2, Balderas-Navarro R.1, Saucedo-Zeni N.1, Rivera-Álvarez Z.2, Lastras-Martínez A.1,

Guillén-Cervantes A.2, and Méndez-García V. H.1

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

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

2 Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN,

Apdo. Postal 14-740, México 07000 D.F., México.

 

Semiconductor heterostructures, containing a two-dimensional electron gas system (2-DEG), have been extensively studied due to their important technological applications in devices like high electron mobility transistors (HEMTs) and far-infrared radiation detectors. The photoreflectance spectroscopy (PR) technique has been used extensively in the study of GaAs/AlGaAs heterojunctions because it constitutes nondestructive characterization technique. However, there is still controversy about the spectral region which could provide information about the 2DEG. In this work we present a study on the optical characterization by PR at different temperatures. The samples were grown in a Riber 32 MBE system. First 3mm-thick undoped GaAs buffer layer was grown followed by an undoped Al0.3Ga0.7As spacer layer of a thickness S. Then a 1000 Å-thick Si-doped Al0.3Ga0.7As (2x1018 cm-3) barrier was grown capped with an 100 Å-thick GaAs layer. Several samples with different thickness of the spacer layer (S = 60, 120, 180 and 5000 Å) were studied by temperature dependent PR measurements utilizing two modulation sources: HeNe (543.5 nm) and HeCd (325 nm). The room temperature PR spectra shows two signals around 1.42 and 1.85eV and are attributed to the energy band edges of GaAs and AlGaAs, respectively. Besides, damped oscillations were also observed above these energies identified as Franz-Keldysh oscillations (FKO). By analyzing the FKO we were able to calculate the magnitude of the internal electric fields. Another set of broad oscillations were observed among 1.43- and 1.6 eV. These oscillations have also been identified as FKO and its origin has not been defined with precision. There is not agreement whether this oscillations are originated  at the 2DEG region or might be attributed to the capping layer. We found by low temperature PR that the broad oscillations (BO) are in fact conformed by two signals located at 1.45- and 1.53eV. Moreover, the intensity of the signal at lower energy increases as the temperature decrease, and the signal at higher energy diminishes. The behavior of the signal at low energy is very similar to that of an exciton signal and therefore its origin could be attributed to the AlGaAs-cap interface where the electric field is weaker. On the other hand, the signal at higher energy is possibly originated in the 2DEG region. This possibility

 

PDII.11

Effect of the Incorporation of Oxygen in the Structural Properties of the CuxCd1-xTe films

 

Santos-Cruz J., Torres-Delgado G., García-Jiménez P., Jiménez-Sandoval S., Castanedo-Pérez R. and Jiménez-Sandoval O.

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

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

 

In this work we  present a structural study of CuxCd1-xTe films obtained by the rf-sputtering technique, as a function of the Cu nominal concentration (0.001 – 0.12 at. %) and oxygen partial pressure (5.6 x 10-5, 9.5 x 10-5, 3 x 10-4 and 6.4 x 10-4) into the growth chamber. A two-target sputtering system, one of CdTe and the other of Cu, was used in order to have a  better control of the incorporation of oxygen into the film. X-ray diffraction patterns show that the films grown without the addition of oxygen, present a mixture of the cubic and hexagonal phases, while the latter is  favored in the films grown in the presence of oxygen and with low nominal concentrations of Cu. CdTe and CuxCd1-xTe films with oxygen concentrations smaller than 10 at. % are polycrystalline and amorphous for larger concentrations. Micro-Raman spectroscopy results show that the presence of Cu and O2  help to avoid the formation of  Te  clusters.

 

PDII.12

Characterization In-situ of Tungsten Oxide Thin Films Grown by Laser Ablation

 

Díaz J. A., Soto G., and de la Cruz W.

aCentro de Ciencias de la Materia Condensada, UNAM,

A. Postal 2681, Ensenada, B. C., México. 22800.

 

We have grown uniform and smooth tungsten oxide thin films by laser ablating a tungsten target in a controlled ambient of molecular oxygen. The evolution of the composition and thickness were monitored in-situ by multi-wavelength ellipsometry, allowing us to determine instantaneous the film optical properties. Also, the samples were in-situ characterized by Auger electron (AES), X-ray photoelectron (XPS) and energy loss (EELS) spectroscopies to resolve the elemental composition, chemical state and film density. Our results shown that the reaction of tungsten and oxygen is highly effective; therefore we were able to produce stoichiometric (WO3) and sub-stoichiometric (WOx) films by keeping controlled the oxygen pressure. Since we have obtained high quality, dense, and blue-colored semi-transparent films, we can conclude that this preparation method has potentials to yield films to be used in optic applications.

 

Acknowledgements: The authors are grateful to Israel Gradilla, Eloísa Aparicio, and Víctor García for technical assistance.

 


PDII.13

Morphological Characterization and Optical Constants Determination of SnO2 Thin Films

 

Gracia M., Rojas F. and Calderón C.

Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá.

 

SnO2 thin films prepared by spray pyrolysis method, were optically characterized through spectral transmittance measures and morphologically characterized by AFM measures. The following conditions were used for SnO2 thin films deposition: substrate temperature 400oC, SnCl4H2O (0,1 M), dope agent concentration 70 % HF (0.07 M), volume 200mL, Flux 4mL/min.

A special procedure will be described, that has been developed to calculate the SnO2 thin films transmittance based upon a model that takes into account interference effects of internal reflections in the substrate/film and air/film interface.

By comparing the transmittance experimental measurements in the close UV, VIS and IR, the thickness and optical constants (refraction index (n), absorption coefficient (a) and optic gap (Eg)) of the mentioned compound, will be determined.

 

e-mail: migelchem@hotmail.com

Tel: (57-1) 3165000 ext:13013, 13017 

Fax: (57-1) 3165135.

 

PDII.14

High Transmittance and Low Resistivity CdO Thin Films Prepared by Sol-Gel

 

Torres-Delgado G., Zúñiga-Romero C. I., Castanedo-Pérez R., Jiménez-Sandoval O., Jiménez-Sandoval S. and Zelaya-Angel O.*

CINVESTAV – IPN, Unidad Querétaro,

Apartado Postal 1-798, Querétaro, Qro. 76001

*Depto. de Física, CINVESTAV – IPN,

Apdo. Postal 07000, México, D. F.

 

CdO thin films were prepared by the sol-gel technique using a precursor solution with cadmium acetate dihydrate, glycerol and triethylamine in methanol. The solution was prepared at room temperature and the procedure is more simple and inexpensive than other sol-gel routes and leads to the formation of uniform and highly transparent polycrystalline CdO thin films. The films were obtained by the dipping method and were fired in air. The lowest resistivity value obtained was 8 x 10-4 W-cm and corresponds to films fired at 350 °C, with a thickness value of 1400 Å. The transmittance of these films is high, i.e. ~ 90 % at wavelengths  >550 nm.

 

PDII.15

Development of  CdTe Thin Films on  Metallic Substrates by Close Spaced Sublimation

 

Mathew Xavier 1, Hernandez Germán P., Pantoja Enriquez Joel, Morales Beatriz E., Toledo Jose Antonio *, Sanchez Juarez Aarón

Sebastian P.J. and Campos Jose

Centro de Investigación en Energía-UNAM, 62580, Temixco, Morelos, México.

* Cordinacion de simulacion molecular, IMP, D.F, Mexico

 

Among the various semi-conducting materials CdTe is one of the leading candidates for the photovoltaic applications due to its  nearly optimum band gap and the large absorption coefficient in the visible region of the solar spectra. CdTe thin films can be prepared by a variety of techniques and among those techniques  close spaced sublimation (CSS) is one of the best methods for preparing larger grain polycrystalline CdTe on large area substrates. The CSS prepared films are p-type and have much larger grains compared to the films prepared by other techniques. In our CSS system, the CdTe films were prepared under different environments and under different source and substrate temperatures. The CdTe source used in the CSS reactor was a thick film of CdTe on borosilicate glass prepared by CSS.  It was found that the environment and the temperature have an influence on the structure of the films.

CdTe films of different thickness were deposited on molybdenum and stainless steel substrates in the presence of oxygen at different pressures and the films were characterized for their structural properties. The films were investigated  using XRD, SEM, AFM, AUGER and ICP. The various structural parameters such as grain size, strain, dislocation density and the lattice parameter were calculated and correlated with the deposition conditions.  It was observed that the temperatures of the substrate and source have an influence on the grain size.

 

1e-mail: xm@mazatl.cie.unam.mx

 


PDII.16

Effect of the Precursor Solutions Storage Temperature in the Number of Traps in (ZnO)1-y(Al2O3)y Thin films Prepared by Sol-Gel

 

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

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

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

 

(ZnO)1-y(Al2O3)y thin films were obtained by the sol-gel technique, using as sources of zinc and aluminum, zinc acetate dihydrate and aluminum(III) nitrate nonahydrate, respectively. The doping range studied was from 0.5 to 20 at. % in solution. When the storage temperature of the precursor solution changes, the number of trapping energy levels in the (ZnO)1-y(Al2O3)y films decreases for each of the doping percentages studied.This behavior is attributed to an increase in the Al2O3 concentration in the ZnO grain boundaries, which improves the conductivity.of the films.

 

PDII.17

Investigation of CuInxGa1-xSe Semiconducting Crystals and  Thin  Films  for  Photovoltaic  Solar  Cells

 

Khomyak V.V.1, Gorley P.N.1, Horley P.P.1,2, Jiménez L.L.2, Pérez-García S.A.2, González-Hernández J.2, Vorobiev Yu.V.2

1Chernivtsy National University, Chernivtsy, Ukraine

2Unidad Querétaro del CINVESTAV-IPN, Querétaro, México

 

Semiconductor materials CuInxGa1-xSe are extensively investigated during the two last decades due to their applications for photovoltaic solar cells. We studied the material obtained with different techniques: spray pyrolisis, co-evaporation from the high purity components (thermal, by laser and electron beam) for thin films, horizontal gradient cooling for the single crystals. The X-ray diffractometry and Scanning Electron Microscopy were used to control structure and composition of the material; the optical transmission and reflection as well as the ellipsometric data were analyzed to determine the optical constants and the characteristics of the energy spectra. The data obtained show a good structural quality of the material made. Depending on the parameter "x", the value of band gap could vary in the interval 1.2 -1.65 eV. Some peculiarities of the band structure are found and investigated. The cost-efficiency analysis is attempted, giving the recommendations for the use of different techniques and compositons for various applications.

 

PDII.18

Caracterización por Espectroscopia en el Infrarrojo de Óxidos de Silicio Depositados en Ambiente de N2O

 

Pérez-Sánchez G. Francisco y Morales-Acevedo Arturo*

Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN

Departamento  de Ingeniería Eléctrica

Av. IPN No. 2508

07360 México, D. F.

Tel. 5747-3781, Fax: 5747-7114

 

Se depositaron películas de SiOx:N sobre silicio en un horno convencional en ambiente de óxido nitroso (N2O), para el rango de temperaturas entre 900º y 1100° C. Para cada temperatura se varió la presión entre 1 y 3  atmósferas. Por medio de FT-IR se muestra que la estequiometría en estas capas es aproximadamente la de SiO2, acercándose mas a la de este material entre mayores sean la presión y la temperatura de crecimiento de las películas. Esto confirma que la concentración del nitrógeno incorporado es pequeña y localizada en una región muy estrecha dentro de las capas, además de obtenerse alta calidad estequiométrica y excelente uniformidad sobre todo el espesor.

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

 

PDII.19

Optical and Structural Characterization of CuInSe2 (CIS) Thin Films Grown by Means of Process in Two Stages

 

Gordillo G., Calderón C., Bolaños W. and Romero E.

Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá

 

CuInSe2 thin films were grown on soda lime glass substrates through a process which includes the chemical reaction between Cu and In2Se3 thin films sequentially deposited by evaporation, followed by annealing in Se atmosphere at 500 ºC. They were characterized through spectral transmittance and XRD measurements. From the transmittance measurements the absorption coefficient and energy bandgap were determined; XRD measurements allowed us to identify the structure and phases present in the CIS compounds.

To improve the reliability of the results, X-ray spectra were theoretically simulated with the help of the PowderCell program. Through a parameter study, the conditions to grow CIS thin film in Chalcopirite phase were found; this type of films present good properties to be used as absorber layer in solar cells. The results revealed that the CIS films have an energy bandgap of about 1.1 eV and absorption coefficients of the order of 105 cm-1 for wave lengths close to the cutoff value.

 

e-mail: licatri@ciencias.unal.edu.co, ggordill@ciencias.unal.edu.co

Phone number: (57-1) 3165000 Ext. 13017, Fax: (57-1) 3165135

PDII.20

Caracterización de TiO2/CdS Crecido por Sol-Gel*

 

Gracia-Jiménez J. M.,1,+ Hernández-Torres M. E.,1, Sánchez Mora E. 2

y Silva-González R. 1

1 Instituto de Física, UAP, Apdo. Postal J-48, Puebla Pue. C.P. 72570 México

2 Facultad de Ciencias Químicas, UANL, Monterrey, N. L. México.

 

Se presenta la caracterización preliminar de un conjunto de muestras de dióxido de titanio (TiO2) con sulfuro de cadmio (CdS), crecidos simultáneamente mediante la técnica de Sol-Gel.  Se fabricaron dos tipos de muestras, las primeras incorporando durante el crecimiento sulfato de amonio [(NH4)2SO4] (muestras sulfatadas) y en las segundas nitrato de amonio [NH4NO3]. Ambos tipos de muestras se sometieron a un tratamiento térmico de 500, 600 y 700 °C.   Las muestras se estudiaron mediante las técnicas de fotoluminiscencia y espectroscopía de energía dispersada de rayos-X (EDS)  El análisis de EDS muestra una mayor incorporación tanto de Cd como de S en muestras sulfatadas.  El tratamiento térmico produce una reducción de la concentración de O, Cd y S en relación a las no tratadas.  Las muestras no sulfatadas y tratadas térmicamente presentan intensidades fotoluminiscentes superiores a las sulfatadas.

 

*Parcialmente apoyado por CONACyT

+gracia@sirio.ifuap.buap.mx

Becaria CONACyT

 

PDII.21

Reactive Sputter Growth of CdTe Oxide Films Revisited

 

Caballero-Briones F. 1,a,, Calzadilla O. 2, Peña J. L. 1,3 Zapata-Torres M. and Zapata-Navarro A. 1.

1CICATA-IPN Unidad Altamira,

Km.14.5 Carretera Tampico-Puerto Industrial Altamira, 89600 Altamira, Tamaulipas, México.

2Facultad de Física, Universidad de La Habana,

San Lázaro y L, Vedado, AP 6426, 10400 La Habana, Cuba.

3 Departamento de Física Aplicada, CINVESTAV-IPN Unidad Mérida,

AP 73 Cordemex, 97310 Mérida, Yucatán, México.

 

CdTe oxide films were grown by rf- reactive sputtering in Ar-N2O plasma. We growth with the minimum substrate-target distance allowed by the system. We varied plasma voltage, substrate temperature and N2O pressure. The electrical conditions of the plasma in the growth conditions were examinated. We show that using the voltage-control regime, plasma is quite more stable than controlling power. Film properties were studied by x-ray diffraction and optical transmittance. Structural and optical variations were observed in dependence with the growth conditions. We obtained some crystalline phases at high oxygen pressures. Important changes in the band gap were observed within the substrate temperature.

 

This work was supported by CGPI-IPN

b Corresponding author. langosta@hotmail.com, Tel.& Fax 833 2609023

 

PDII.22

Epitaxial Growth of GaAs Films from Elemental Arsenic by MOCVD

 

Díaz-Reyes J. 1, Galván-Arellano M. 2, Peña-Sierra R.. 2 and Escobosa-Chavarria A. 2

1CICATA-IPN, Unidad Puebla.

Acatlán 63, Col. La Paz, Puebla, Pue. C. P. 72160. México.

2CINVESTAV-IPN, Depto. de Ing. Eléctrica, SEES.

Apdo. Postal 14-740, México, D. F. 07000. México.

 

The metalorganic vapor phase epitaxial growth of GaAs has been investigated using trimetylgallium (TMGa) or triethylgallium (TEGa) and elemental arsenic (As) in hydrogen under atmospheric and reduced pressures. The important process parameters include the substrate temperature and the composition and flow rate of the reaction mixture. Device quality GaAs films have been grown at substrate temperatures at broad range from 450ºC and higher. The GaAs films deposited below to 500ºC are n-type and those deposited about 500ºC are semi-insulating, becoming p-type by 540ºC. We report the successful growth of GaAs layers with good morphology background doping in the 1015 cm-3 range mobility 10000 cm2/Vs at 77 K, by diffusing arsenic from a heated reservoir to the substrate.

 

Keywords: Raman, Hall Effect, GaAs, SIMS, MOCVD, carbon.

e-mail: jdiazr2001@yahoo.com, Phone: 2 49 85 40, Fx 2 49 85 40


 

PDII.23

Characterization of ZnAl2O4:Tb; Eu Luminescent Films Deposited by Ultrasonic Spray Pyrolysis Technique

 

García-HipólitoM.a, Corona-OcampoA.c, Alvarez-FregosoO.a, Martínez E. a, Guzmán-MendozaJ.a, Hernández-PérezC.D.c and FalconyC.b.

aInstituto de Investigaciones en Materiales., UNAM,

A.P. 70-360 Coyoacán 04510 México.

bDepartamento de Física, CINVESTAV-IPN,

Apdo. Postal 14-740, 07000. México D. F.

cFacultad de Ciencias, UNAM.

A.P. 70-360 Coyoacán 04510 México

 

The synthesis and characterization of terbium and europium doped ZnAl2O4 luminescent films obtained by ultrasonic spray pyrolysis deposition process are described. Different substrate temperatures and doping concentrations in the start spraying solution were studied. XRD measurements on these films showed that the crystalline structure depends on the substrate temperature. For substrate temperatures less than 500 °C the deposited films are amorphous. When the substrate temperature is increased at 500°C some peaks corresponding to hexagonal phase of ZnO (zincite) appears. At substrate temperatures of 550 °C the crystalline structure of the ZnAl2O4 films presents the close-packed face centered cubic phase. The Photoluminescence emission and excitation spectra were obtained; preliminary results about the cathodoluminescent characteristics of this material are also presented. A concentration quenching of the luminescence occurs. Furthermore, the surface morphology characteristics of the films, as a function of the deposition temperature, are shown.

 

Correspondence author: maga@servidor.unam.mx

 

PDII.24

Cathodoluminescent Properties of  Al2O3 Coatings Doped with  Ce and Mn Ions

 

Martínez-Martínez R.a, García-Hipólito M.a, Ramos-Brito F.a, Martínez-Sánchez E.a, Álvarez-Fregoso O.a

López-Romero S.a and Falcony-Guajardo C.b

aInstituto de Investigaciones en Materiales UNAM

Coyoacán 04510, A.P. 070360  México D.F. México.

bDepartamento de Física Cinvestav – IPN,

A.P. 07300 México D.F. México.

 

Cerium and Manganese doped Al2O3 films were prepared by Pyrosol technique on silicon and corning glass substrates. The films were deposited changing some deposition parameters such as substrate temperature and doping concentration (Ce and Mn). The cathodoluminescent measurements were carried out as a function of the accelerating potential of the incident electrons. In this case, a change in the emitted radiation is observed. A red emission is characteristic for low energies and a green emission for higher potential. These emissions are typical from divalent manganese ion. After the cathodoluminescent measurements were carried out the photoluminescence was measured and a green emission was observed. In addition, some characteristics of the chemical composition and the surface morphology are presented.

 

Correspondence author: maga@servidor.unam.mx


SEMII.1

Estudio de la Relajación de los Esfuerzos en Películas de InGaAs Sobre Substratos de GaAs Preparadas por MBE

 

Ruiz Lorena 1 *, Yee C.M. 2, Saucedo N. 3, Zamora L. 3, Vazquez C. 3 y Lopez M. 2.

1 Escuela de Ciencias Fisico-Matemáticas- Universidad Autónoma  de Sinaloa

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

3 Instituto de Investigación en Comunicación Óptica-Universidad Autónoma de S.L.P

 

En este estudio utilizamos dos tipos de muestras, (1) películas de In30Ga70As cuyos espesores van desde 5 hasta 27 monocapas. (2) películas de InAs cuyos espesores varian desde 3 a 60 monocapas, estas muestras fueron crecidas por MBE sobre substratos de GaAs en dirección (001). En el análisis de las muestras se emplearon las técnicas de microscopía de fuerza atómica, microscopía de barrido y fotoreflectancia. Las micrografías muestran claramente la evolución de la superficie a medida que se incrementa el grosor de la capa de InGaAs (InAs) . Se observa que las películas crecen pseudoformicamente hasta antes del valor del espesor critico teórico, calculado siguiendo el modelo de Matthews [1]. En el caso de las películas de  In30Ga70As el espesor crítico teórico es de 52.2 Å y de 11.4 Å para el InAs. Se observa que para espesores arriba del valor crítico las muestra presentan ya la formación de defectos, consecuencia de la relajación de los esfuerzos. Mediante FR se realiza un análisis de las variaciones de los campos eléctricos internos en las diferentes muestras.

 

[1] Lattice mismatch and dislocations in InGaAs/GaAs strained heteroestrutures.

     E.A. Fitzgerald [Mater. Sci. Rep. (Neterlands) vol.7 (1991)]

*) En estancia de verano de la investigación de AMC.

 

SEMII.2

Photoluminescence Studies in Orthorrombic and Chalcopyrite AgInS2 Films Grown by Spray Pyrolysis Technique

 

Albor-Aguilera M.L. 1,2,*, Aguilar-Hernández J. 2 , Ortega-López M. 1

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

2 E.S.F.M – I.P.N.Edificio No. 9  U.P.A.L.M.  Lindavista  C.P. 07738 México D.F., México

 

Ternary chalcopyryte semiconductor compounds have attracted considerable attention for practical applications in thin film solar cells, red-emitting diodes etc. Therefore the study of their physical properties and defect structure is of great interest. Silver indium disulfide, AgInS2 , is a direct-gap material analog of II-VI compounds. The AgInS2 thin films were deposited by spray-pyrolysis technique. Depending on the silver and indium concentrations we obtained the orthorrombic or chalcopyryte phases. The substrate temperature was varied between 375 and 400 °C. Usually the photoluminescence (PL) spectrum of AgInS2 shows one broad band centered between 1.50 and 1.80 eV depending on the kind of structure. In our case the films with chalcopyryte structure showed a luminescent band peaking at 1.70 eV, having a second low intensity peak at 1.88 eV. The films with orthorrombic structure showed a broad luminescent band peaking around 1.55 eV. A deep analysis of these results is performed in order to know the specific electronic levels which originate this PL band in each phase.

 

* corresponding author, e-mail: mlaa@esfm.ipn.mx

 

SEMII.3

Modificación Térmica de Bandas Radiativas en Selenuro de Cadmio*

 

Hernández-Torres M. E.,+ Gracia-Jiménez  J. M. y Silva-González R.

Instituto de Física, BUAP,

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

 

Películas policristalinas de selenuro de cadmio se trataron térmicamente a temperaturas  de 200, 250, 300, 350, y 400 oC en vacío a una presión de 2x10-2 mbar. Las películas fueron crecidas por el método de deposición en baño químico y se estudiaron por fotoluminiscencia  y microscopía electrónica de barrido.  Deconvolucionando  los espectros fotoluminiscentes se observa claramente la existencia de cuatro  bandas radiativas con anchuras medias de 0.054, 0.035, 0.093 y 0.085 eV y con picos ubicados en 1.447, 1.488, 1.528 y 1.615 eV, respectivamente. Conforme se incrementa la temperatura de tratamiento, las bandas modifican sus anchuras y picos de energía.  Las bandas con mayor energía se observan a 350 oC y a  400 oC el espectro tiende a recuperar la forma que presenta sin el tratamiento. Esto nos permite decir que el tratamiento térmico induce la reubicación de las impurezas o defectos en el material,  modificando así los niveles dentro de la banda prohibida. Se observa que los defectos tipo coliflor y aglomerados sobre la superficie de la muestra, se desprenden a partir de tratamientos de 250 oC. Es probable que este comportamiento se deba a diferencias en el coeficiente de expansión térmica entre los defectos y la película.

 

*Apoyado por VIEP/UAP-CONACyT (Proyecto No. II-59G01)

+Becaria CONACyT

+ helen@sirio.ifuap.buap.mx

 


SEMII.4

Analysis of the 1.55 eV Photoluminescence Band of CdTe Polycrystalline Films by Using Selective Pair Luminescence

 

Cárdenas-García M., Aguilar-Hernández J.*,  Contreras-Puente G.

Escuela Superior de Física y Matemáticas – Instituto Politécnico Nacional

Edificio No. 9 U.P.A.L.M. Lindavista  C.P. 07738 México D.F., México

 

We have used Selective Pair Luminescence (SPL) to study the behaviour of the so called 1.55 eV PL band in polycrystalline CdTe films in order to clarify the physical mechanism which originates this band. We carried out photoluminescence (PL) experiments for pumping energies ( Elaser ) lower than the band gap energy (Eg) and the energy of the bound exciton. All the measurements were performed at 10 K. The PL signal was analysed as a function of the intensity of the pumping energy. According to these measurements were able to determine that the 1.55 eV band actually arises from the overlap of two independent bands peaking at 1.550  and 1.556 eV. The 1.550 eV band arises from donor-acceptor pair (DAP) transition, whereas the 1.556 eV band probably results from bound excitons related to V-Cd  - Cu+i complexes, which act as superficial acceptors. Thermal quenching analysis supports our affirmation about the independence of the radiative mechanisms of these two PL peaks, 1.550 and 1.556 eV.

 

* corresponding author  e-mail: jaguilar@esfm.ipn.mx

 

SEMII.5

LPCVD and PECVD SRO Films Super Enriched with Silicon Implantation Luminescent Properties

 

F. Flores-Graciaa, M. Acevesb, J. Carrilloa, C. Domínguezc, C. Falconyd.

aCIDS-BUAP.

A. P. 1651. C. P. 72000, Puebla, Pue Tel/Fax: (01-222) 2-33-02-84.

bINAOE cIMB-CNM UAB, España.

dCINVESTAV México.

 

Luminescence has been observed not only in implanted materials, but also in SRO obtained by other techniques. Some researches have studied the emission characteristics from SRO obtained by LPCVD and PECVD. However, the combined emissive effects of silicon rich oxides obtained by these methods and silicon implantation have not yet been studied. In the present study, new experimental evidence of luminescence from SRO films additionally enriched with silicon implantation is presented. The emission characteristics of SRO-PECVD (SRO obtained by Plasma Enhancement CVD), SISRO-PECVD (Silicon Implanted SRO-PECVD) and SISRO-LPCVD (Silicon Implanted SRO obtained by Low Pressure CVD) are studied. We carried out the study on samples with different implantation doses and annealing conditions in nitrogen atmospheres. The results can be related to the Si excesses in the different films and its behavior with the thermal treatments. In addition, it was found that the implantation doses required to obtain emission from these films could be reduced, and the PL emission amplitude from LPCVD films implanted with silicon has the greatest amplitude of all emissions reported.

 

e-mail: a fjflor@siu.buap.mx

 

SEMII.6

Surface Morphology of SnxGe1-x Alloys Grown on Ge(100) by Magnetron Sputter Deposition

 

Pérez Ladrón de Guevara H., Vidal M. A.,  Navarro-Contreras H., Gaona-Couto A. *

Instituto de Investigación en Comunicación Óptica, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, S. L. P., México.

 

The effect of deposition temperature (80-200 oC) on the SnxGe1-x layer surface morphology, the room-mean-squared surface roughness (rms value), and the microstructure (Raman spectroscopy) are reported. Atomic force microscopy (AFM) analysis of 1200 nm thick SnxGe1-x films (x≤0.14) yields a root-mean-square roughness of 60 nm for samples prepared at 80 oC and a rms roughness of  90 nm for samples prepared at 200 oC. The films were annealed for 1 h in a nitrogen atmosphere at temperatures ranging from 100 to 400 oC. Within this temperature range there is trend of rms change observed for samples, which indicates that the temperature is a sensitive factor in the formation of SnxGe1-x surface roughness.

 

* electronic mail: coutoad@cactus.iico.uaslp.mx


SEMII.7

Study of Chemically Deposited CdS Thin Films Thermally Annealed in Oxidant and Reductive Atmospheres

 

Valenzuela-Jáuregui J. J.*, Ramírez-Bon R., Hernández-Torres J.

CINVESTAV-IPN, Unidad Querétaro.

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

 

Two series of CdS thin films were deposited on glass slides substrates by means of the chemical bath technique with different times of deposition. Two different solutions with added buffer were used. For the study of the obtained samples were selected representative samples of the two prepared series with different thickness. Two of the samples were thermally annealed in air and another two samples were annealed in H2 + N2 atmosphere at chosen temperatures from 200ºC to 500ºC, respectively. The properties of the samples thermally annealed were studied by X-Ray Diffraction, Reflection and Transmission Spectroscopy, Scanning Electron Microscopy, and Raman Spectroscopy measurements.  A decrease in the band gap is observed whereas the annealing temperature is increasing. This topic is explained with an increment of the interplanar distance of the crystalline structure. The increment of the interplanar distance is related to strains located in the interface between the film and the substrate.

* E-mail: jeanettvzla@yahoo.com.mx o jvalenzuela@arcos.qro.cinvestav.mx. Tel: 01-(442)-2-11-99-48, Fax: 01-(442)-2-11-99-33

 

SEMII.8

Efectos Morfológicos y Microestructurales en Películas Delgadas de PbS

 

Portillo-Moreno O. (4), Díaz-Carbajal M. (1), Dávila-Pintle J. A. (3), Lozada-Morales R. (1), Palomino-Merino R. (2), Madrid-Avilés E. (2), Zelaya-Angel O. (5), (6) Baños-López L.

(1) Posgrado en Optoelectrónica, Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

(2) Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

(3) Facultad de Ciencias de la Electrónica, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

(4) Facultad de Ciencias Químicas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

(5) Departamento de Física, Centro de Investigaciones y de Estudios Avanzados del IPN

(6) Instituto de Investigación en Materiales, UNAM

 

Películas delgadas de PbS crecidas por el método de baño químico fueron depositadas a diferentes temperaturas de depósito (Td ) y caracterizadas por Rayos X, termopotencia, Microscopía Electrónica de Barrido y Reflectividad. La densidad de portadores calculada por termopotencia permaneció constante para las diferentes temperaturas de depósito, no así para las otras propiedades. La movilidad, la conductividad, el tamaño de grano y el volumen de la celda unitaria aumentaron con Td mientras que la reflectividad disminuyó con la misma Td. Se puede decir que tanto la conductividad como la movilidad mejoran a consecuencia de que el tamaño de grano y el volumen de la celda unitaria también lo hacen. El mismo efecto de disminución del tamaño de grano ocasiona que la reflectividad disminuya con Td.

 

SEMII.9

Polycrystalline MnS Films Grown by the RF-Sputtering Technique Above Room Temperature

 

Mayén-Hernández S. A.,1 Castanedo-Pérez R.,1 Jiménez-Sandoval S.,1 Torres-Delgado G.,1 Chao B. S. 2 and Jiménez-Sandoval O. 1

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

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

2 Energy Conversion Devices,

1675 West Maple, Troy, MI 48084, U. S. A.

 

Manganese sulfide (MnS) is a wide bandgap semiconductor which can be used as optical window in optoelectronic devices, however, it has received little attention so far. When it has been prepared by the rf-sputtering technique, various difficulties have been encountered to grow polycrystalline films at substrate temperatures above room temperature. In this work we report on the preparation of polycrystalline MnS thin films by this technique, at growth temperatures of 120 and 180 °C. This could be achieved by adding appropriate amounts of elemental sulfur to the MnS targets. The films were characterized by XRD, EDS, AFM, Raman spectroscopy and UV-Vis. The conditions for obtaining films with the metastable hexagonal (wurtzite) phase, in a pure form, are reported as well.


SEMII.10

Determinación de las Temperaturas de Transición (Amorfo-FCC-Hex) en el Sistema Ge:Sb:Te Utilizando DSC

 

Delgado-Cruz, M.C., Morales-Sánchez, E., Prokhorov, E., González-Hernández, J.

Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN-Unidad Querétaro

Libramiento Norponiente # 2000, Apdo. Postal 1-798, 76001

Querétaro, Qro., México

 

Recubrimientos delgados de Ge:Sb:Te con diferentes composiciones estequiométricas fueron preparados utilizando evaporación térmica en vacío. Los recubrimientos fueron preparados sobre sustratos de vidrio sin calentamiento intencional. Las composiciones estudiadas fueron Ge1Sb2Te4, Ge2Sb4Te7 y Ge2Sb2Te5. La estructura de los recubrimientos es amorfa. Los recubrimientos fueron sometidos a tratamientos térmicos en un sistema comercial DSC en el rango de temperatura de 0 °C a 350 °C. Se observa que los termogramas tienen tres bandas exotérmicas a temperaturas que dependen de la composición. La de menor temperatura la hemos asociado con la formación de centros de nucleación de una fase metaestable, la de temperatura intermedia corresponde a la transición amorfo-cristal (fcc) y la de menor temperatura a la transición cristal (fcc)-cristal (hexagonal). Esta última es la fase estable.

 

SEMII.11

Crecimiento y Caracterización de Aleaciones Ge1-xSnx Obtenidas por Pulverización Catódica

 

Pérez Ladrón de Guevara H., Vidal M. A., Navarro-Contreras H.

Instituto de Investigación en Comunicación Óptica (IICO)

Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASLP)

 

Una de las ideas más fascinantes de la física moderna de semiconductores es la obtención de un material de ancho de banda prohibido directo basado en aleaciones de la columna IV. Es por eso que aleaciones entre Ge y Sn representan un reto de gran interés actualmente. Esta aleaciones metaestables adicionalmente tienen la ventaja de modificar el ancho de banda prohibido con la concentración de Sn. Se ha demostrado que prevalece una transición directa a concentraciones por debajo de 0.15 con variaciones que van de 0.35 a 0.79 eV. Adicionalmente se predice una disminución de la masa efectiva de los electrones conforme aumenta la concentración de Sn con la consecuencia de un aumento importante en la movilidad electrónica.En un sistema de crecimiento por Pulverización Catódica hemos logrado crecer aleaciones que han alcanzado concentraciones de 0.12, sobre substratos de Ge(100), InSb(100) y GaAs(100). Se ha determinado esta concentración a partir de encontrar los parámetros de red en bulto usando difracción de rayos x de alta resolución. También se han determinado los anchos de banda prohibida de las aleaciones mediante caracterizaciones ópticas de las aleaciones. Espectroscopia Raman se uso también con el fin de correlacionar los anteriores resultados encontrándose que el Sn se segrega a la superficie.

 

SEMII.12

Compositional Mixture in RF Sputtered CdTe Oxide Films: Raman Spectroscopy Results

 

Peña Chapa  J.L. 1, Caballero-Briones F. 1, Martel A.1,2, Iribarren A.1,2, Rábago-Bernal F. 3, Castro-Rodríguez  R.4,

Bartolo-Pérez P.4, Jiménez-Sandoval S.5 and Zapata-Navarro A

1CICATA-IPN Unidad Altamira,

Km 14.5 Carretera Tampico-Puerto Industrial Altamira, AP. 165, 89600 Altamira, Tamps., México.

2IMRE -Facultad de Física, Universidad de La Habana,

San Lázaro y L, Vedado 10400, La Habana Cuba.

3Instituto de Física, Universidad Autónoma de San Luis Potosí,

Av. Alvaro. Obregón 64, 78000, San Lus Potosí, SLP., México

4Departamento de Física Aplicada, CINVESTAV-IPN Unidad Mérida,

AP 73 Cordemex, 97310 Mérida, Yuc., México. email: jlpena@mda.cinvestav.mx

5Laboratorio de Investigación en Materiales, CINVESTAV-IPN Unidad Querétaro,

AP 1-798, 76001 Querétaro, Qro., México

 

We study radiofrecuency (rf) sputtered CdTe oxide (CdTeO) films with different oxygen contents by Raman spectroscopy. We simultaneously observed bands associated with the LO and 2LO modes of CdTe and those of TeO3 trigonal pyramids (tp) and TeO4 trigonal bipyramids (tbp) reported by other authors in doped TeO2 glasses. We also found some additional peaks beyond 750 cm-1 that we related to CdO6 polyhedra and CdxTeyOz compounds. We found that films evolve from CdTe to a glassy material where a mixture of Te-O, and Cd-O structural units is formed when the oxygen content in the films increases from 0.15 to about 0.60 at. fraction.


SEMII.13

SIMS Analysis of Shallow Phosphorus Implanted Silicon

 

Kudriavtsev Yu., Villegas A., Godines A., Asomoza R.

Dep. Ingenieria Electrica – SEES, CINVESTAV-IPN,

Av. IPN # 2508, 07300, México D.F., México

 

SIMS is number one method for analysis of implanted structures because of its ultra high sensitivity and a high depth resolution. But in the case of shallow ion implantation SIMS still can not demonstrate all its advantages. The matter is a very thin “informative” layer (10-20 nm), which should be analyzed. Generally, the depth resolution parameter lexp of SIMS measurements is a function of several independent effects:

,                       (1)

where lmix is the atomic mixing under ion bombardment, lesc is the escape depth of secondary ions, lrg is the surface roughness, formed under the ion bombardment, ldif is the radiation-enhanced diffusion. In the case of shallow implanted structures the atomic mixing under ion bombardment becomes the principal factor of SIMS depth resolution. According to an existing model the atomic mixing is defined by a normal component of the primary ion energy. So a decrease of the primary ion energy leads to increase of SIMS depth resolution.

SIMS analysis of P implanted Si is performed under Cs+ ion bombardment with monitoring of negative P- ions. Design philosophy of modern mass spectrometers limits the minimal possible energy of primary cesium ions by the energy of around 3keV that is too high for the record depth resolution achievement. In this work we applied a specially developed technique in order to find the real distribution of shallow implanted phosphorus. Generally, P implanted distribution was described by the Gauss function, because of equality between Si and P masses. The experimentally found trailing edge of P distribution was estimated as a sum of the real P distribution (lG) and the ion mixing parameter:  (we neglected by all other parameters in Eq.(1)). From a set of SIMS depth profiling measurements, done under different primary ion energy, we found lG and drawn the real P distribution.

In the conclusion we discussed application of the developed method in the case of SIMS analysis of different shallow implanted elements.


SEMII.14

Preliminares en el Crecimiento de AlN  Sobre Substratos de GaAs y Si  Empleando un Reactor MOCVD a Baja Presión

 

Manrique Silvestre, Sánchez-R. Víctor M., Navarro Gerardo

Departamento de Ingeniería Eléctrica, CINVESTAV-IPN

Av. IPN 2508, Col. San Pedro Zacatenco México D.F., C. P. 07360

 

El crecimiento epitaxial de nitruro de aluminio  (AlN) se llevo a cabo empleando un reactor MOCVD a baja presión, diseñado y construido en la Sección de Electrónica del Estado Sólido del CINVESTAV-IPN. Se emplearon como fuentes precursoras trimetilaluminio (TMAl) y amonia (NH3). Como substratos se utilizaron GaAs(100) y Si(100). Las películas se caracterizaron por medio de dispersión de rayos-X rasantes, microscopia de fuerza atómica, espectroscopia infrarroja de transformada de Fourier y medición Hall. Los resultados de las películas depositadas de AlN por rayos-X  muestran una mezcla de fases hexagonal y cúbica para el substrato de Si. Una tendencia de crecimiento de la fase hexagonal se observo para el substrato de GaAs. Por FTIR se logro determinar la presencia de los enlaces H-AlN, AlN-N, C-N y Al-O. Por Hall se determino que las películas de AlN son tipo n con una movilidad de portadores de 13 cm2/Vּseg para una concentración de 3ּ47٭1018 atm/cm3 a temperatura ambiente.

Epitaxial aluminum nitride (AlN) films have been grown using a low pressure MOCVD reactor, designed and constructed in the Electronics Solid State Section at CINVESTAV-IPN. Trimethylaluminum (TMAl) and ammonia (NH3)  were used as precursor sources. The films were grown onto GaAs(100) and Si(100) substrates. X-ray grazing, atomic force microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Hall measurements were carried out for characterizing both types of samples. The X-ray patterns indicate that the AlN films grown onto Si substrates have a mixture of both hexagonal and cubic phase. A preferential hexagonal growth was observed when using GaAs substrates. FTIR measurement allowed to determine the presence of H-AlN, AlN-N, C-N and Al-O bounds. Hall mobility of 13 cm2/Vּseg was obtained for a 3ּ47٭1018 atm/cm3 concentration  n-type films at room temperature.

 

Tel: 5745-7000, Fax 5747-7114

E-mail: silmam@starmedia.com, victors@sees.cinvestav.mx

 

SEMII.15

Growth Kinetic and Electrical Characterization of AlGaAs Obtained by MOCVD Using

Elemental Arsenic Instead of Arsine as the Arsenic Precursor

 

Díaz-Reyes J. 1, Galván-Arellano M. 2, Peña-Sierra R. 2 and Escobosa-Chavarria A. 2

1CICATA-IPN, Unidad Puebla.

Acatlán 63, Col. La Paz, Puebla, Pue. C. P. 72160. México.

2CINVESTAV-IPN, Depto. de Ing. Eléctrica, SEES.

Apdo. Postal 14-740, México, D. F. 07000. México.

 

The AlGaAs thin films were grown by MOCVD using metallic arsenic instead of arsine as the arsenic precursor. The composition homogeneity of the films has been demonstrated by the Raman measurements. Hall measurements on the samples showed highly compensated material. The background free carrier concentration is 5.6x1015 cm-3 range and mobility of 4600 cm2/V*s to 300 K. Samples grown at temperatures lower than 750°C were highly resistive. Independently of the V/III ratio; the samples grown at higher temperatures were n-type. The electrical resistivity increases conform x is increased. As the growth temperature is increased the layers compensation decreases but the Raman spectra show the layers become more defective. The concentration of residual impurities is evaluated by secondary-ion mass spectroscopy.

 

Keywords: Raman, Hall Effect, AlGaAs, SIMS, MOCVD.


NANOII.1.

Synthesis and Properties of Magnetite Ferrofluids

 

García-Cerda L. A., Torres-Torres M. A., Betancourt-Galindo R., Saldívar-Guerrero R., Rodríguez-Fernández O. S.

1Centro de Investigación en Química Aplicada. Blvd. Enrique Reyna Hermosillo # 140, C.P. 25100, Saltillo, Coah. México.

2Instituto Tecnológico de Saltillo, Depto. de Metal-Mecánica,

Blvd. V. Carranza # 2400. Saltillo, Coah. México.

 

A ferrofluid is a suspension of very fine magnetic particles, with typical sizes of the order of 10 - 20 nm. For particles with these sizes, Brownian motion is sufficient to prevent sedimentation in a gravitational field. To prevent particle agglomeration through Van der Waals attractive forces and magnetostatic interparticle interactions, the particles are generally coated with long chain polar molecules.

In this work a magnetite ferrofluid was produced by chemical synthesis. Two types of ferrofluids, according to the type of carrier liquid, are synthesized: a kerosene and a comestible oil. Oleic acid was used as surfactant. Coprecipitation method was used to prepare nanosized magnetite particles. The magnetite particles and the ferrofluid were characterized by using several techniques: X-ray diffraction, transmission electronic microscopy, vibrational sample magnetometer and rheometry. TEM pictures of the fluid show isolated particles with a mean size diameter of approx. 12 nm. The different magnetite content allowed the obtention of samples with saturation magnetization ranging from 5 to 18.6 emu/g.

 

e-mail: lagarcia@polimex.ciqa.mx

 

NANOII.2

Propiedades de los Sistemas Complejos de Níquel Nanoestructurados

 

Avilés R., Ascencio J. A: y Escobar L.

Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares

 

Los materiales naoestructurados presentan propiedades físico-químicas distintas de los materiales cristalinos, debido a la discretización de sus niveles de energía electrónicos. Se han obtenido sistemas nanoestructurados de níquel por los métodos de bioreducción y ablación láser, y se estudian por simulación sus propiedades de reactividad y ópticas para nanopartículas de 13 átomos en forma de cubo octaedro, decaedro e icosaedro. Adicionalmente, se están caracterizando los materiales nanoestructurados (forma y distribución de tamaños de nanopatrtículas), con el fin de analizar con más detalles sus propiedades y posibles aplicaciones.

 

NANOII.3

A New Process to Obtain Silver As Nanometric Particles and Bulk Metal from Salts:

Thermodynamic and Kinetic Study

 

García García Alejandra, Villicaña Méndez Maricela1,2, Pérez Robles Juan Francisco2 and Reyna Avilés Luz Ma.2

1Graduate Student  from Instituto Tecnológico de Morelia-México

1 Posgraduate Student  from Querétaro Autonomous University-México

2Research and Advanced Studies Center IPN–Unidad Querétaro-Libramiento Norponiente 2000, Frac. Real de Juriquilla-Querétaro-Qro.-México-jfperez@yahoo.com

 

Today, powder metallurgy and other industries like the electronic, pharmaceutical, petrochemical, aerospace and military, require a broad range of metallic and ceramic powders. The physico-chemical and morphological characteristics of these powders are depending on the method used for their production. The process polyol is a method to manufacture ultrafine particles of metals starting from their salts and hydroxides and in particular for metals like silver, palladium, nickel and cobalt (19-22). From this process after the dissolution of the precursors in etylenglicol and under certain special conditions of the system, nucleation and later growth of the particles will take place. Controlling the nucleation and growth stages, it is possible to obtain the required size and a narrow distribution of particle size. A novel process to recover silver from their salts or secondary sources is described in this work. First the salt metal is solubilized, then a catalyst agent is added and an iron electrode is introduced into the solution. Then the metal starts to precipitate at the interface electrode/solution.

In this work, thermodynamics and kinetics parameters and therefore activation energy of the new process to recover silver and palladium from salts are determined and discussed.  From the technical point of view the process is feasible and gives results that in practice can be applied to obtain bulk metal from secondary sources.  In addition, if it is preferred, nano and micrometric particles could be obtained. Production of colloidal particles micrometric or submicrometric has been extensively studied in others papers; but in this new  process could be easily obtained by redispersion the clusters in a ball mill or in a high energy mill.  In addition, it is possible to recover the by-products to prevent  pollution of the environment.


NANOII.4

Estudio de las Propiedades Ópticas de Silicio Poroso con Nanocristales de Oxido de Cobre

 

Aguila Rodríguez G. 1, Galván Arellano M. 2,  Romero-Paredes R G.2 y  Peña Sierra R. 2

2Depto. de Ing. Eléctrica, Sección de Electrónica del Estado Sólido (SEES)

Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del I.P.N.

Apartado Postal 14-740, 07000, México, D.F.

1Instituto Tecnológico de Orizaba

División de Estudios de Posgrado e Investigación (DEPI)

Av. Instituto Tecnológico No. 852 Col. E. Zapata C.P. 94320

Orizaba-Veracruz-México

 

Para su aplicación en sensores de gases contaminantes, al silicio poroso (SP) se le puede modificar sus características agregando centros activos para promover la interacción entre su superficie y los gases a sensar. Dependiendo de las características de los centros activos pueden mejorarse parámetros como la selectividad y la sensibilidad. En este trabajo se hace una revisión de los principios de funcionamiento de sensores de película delgada con diferentes tipos de centros activos reportados en la literatura, haciendo énfasis en el uso de SP como substrato.  Presentamos la técnica para depositar nanocristales de óxido de cobre (CuO y Cu2O) sobre películas de SP, y se reportan las mediciones del índice de refracción en las películas de SP con y sin nanocristales de óxido de cobre por elipsometría. Se discuten los resultados del efecto de la presencia de nanocristales de oxido de cobre en las películas de SP, así como los efectos del espesor de las películas, la porosidad y rugosidad de las mismas.

 

e-mail:gaguila@sees.cinvestav.mx Tel. (01) 57-473-200, Ext.3777

 

NANOII.5

Hard-to-Soft-Gap Variable Range Hopping in CdSe Nanostructured Thin Films

 

Lozada-Morales R. (1), J. Rivera-Márquez A. (1), Palomino-Merino R. (2), Portillo-Moreno O. (4), Dávila-Pintle J. A. (3), Robles-Román L. E. (2), Zelaya-Angel O. (5)

(1) Posgrado en Optoelectrónica, Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

(2) Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

(3) Facultad de Ciencias de la Electrónica, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

(4) Facultad de Ciencias Químicas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

(5) Departamento de Física, Centro de Investigaciones y de Estudios Avanzados del IPN

 

Undoped nanocrystalline CdSe thin films were deposited on glass sustrates by chemical bath (CB). The temperature of the bath (Td) was constant during all the growth process, and different values of Td were selected in the range 0-80 °C. In this interval the average radius of particles varies from 7.7 to 12.4 nm. At low Td values (0-30 °C) CdSe grows in teh wurtzite (W) stable crystalline phase. At intermediate values (40≤ Td ≤50 °C) a mixture of both wurtzite and zincblende (ZB) phases is observed. For high Td values (> 50 °C) (ZB) is the dominant structure. Dark electrical conductivity as a function of the absolute temperature (T) in the different samples exhibits an abrupt change when Td = 40 °C. We have explained this phenomenon through percolation in a hopping conduction regime. Ions movement in the lattice because of the W«ZB transformation generates Frenkel pairs (FP) with a critical density when Td = 40 °C. Variable range hopping (VRH) was clearly identified with excitation of electric polarons with monopolar moment in the soft gap regime and with dipolar moment in the hard gap regime, depending on the T-region of s measurementss into the renge 100 °K≤ T ≤ 240 °K. In our case, electric dipoles were associated with FP presence. The crossover from hard-gap to soft-gap, when T increases, is observed at T ~ 139 °K.

 

NANOII.6

Size-Quantized CdS Films Produced by a Chemical Bath Containing Pb++ ions

 

Ortuño-López M. B. 1, Ramírez-Bon R. 1, Zelaya-Angel O. 2, Quevedo-Lopéz M. A. 3, Castillón-Barraza F. F. 4 and Farías M. H. 4.

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

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

3Silicon Technology Development. Texas Instruments Inc. Dallas Texas, E.U. .A

4Centro de Ciencias de la Materia Condensada, Universidad Nacional Autónoma de México. Ensenada B.C., México.

 

In this work we report the physical properties of size-quantized CdS films deposited in a Chemical Bath containing Cd++ and Pb++ ions at room temperature. The resulting CdS films were characterized by X- Rays Diffraction (XRD), UV-VIS Spectroscopy (UVS), Atomic Force Microscopy (AFM), Rutherford Backscatering Spectroscopy (RBS), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) and X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS).  The main feature in this CdS films is their high energy band gap of about 2.8 eV, showing a size-quantization effect. Size-quantized materials are subject of great interest due to their optoelectronic properties. Composition Studies reveal that the samples have lead (Pb) as part of their chemical composition, but by XPS measurements we knows that this Pb is forming bond with oxygen (O) like a lead oxide. This lead oxide acts limiting the grown of CdS crystals, producing alterations of optical properties on the CdS films.

 

e-mail: moniortu@hotmail.com

 

NANOII.7

Crecimiento y Caracterización de Películas Delgadas Nanoestructuradas de CdTe-Cd

 

Becerril M.a, Zelaya-Angel O.a, Meléndez-Lira M. A. a, Ramírez-Bon R. b, González-Hernández J. b y Baños L. c.

a Departamento de Física, CINVESTAV-IPN,

Apartado Postal 14-740, 07000 México D.F, México.

b Laboratorio de Investigación en Materiales, CINVESTAV-IPN, Unidad Querétaro,

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

c Instituto de Investigación en Materiales-UNAM,

Apdo. Postal 70-360, México, D.F, México

 

Películas delgadas semiconductoras nanoestructuradas fueron crecidas por la técnica de erosión catódica de radiofrecuencia, sobre substratos de vidrio Corning 7059 a temperatura ambiente a partir de un blanco de CdTe-Cd. Pequeñas laminillas de Cd fueron colocadas sobre la superficie del blanco de CdTe cubriendo pequeñas áreas. Las propiedades ópticas y estructurales de las películas fueron estudiadas como una función de la concentración de Cd. Se encontró que conforme el Cd aumenta dentro de la red del CdTe, el ancho de banda prohibida aumenta hasta alcanzar un valor de 1.671 eV. El tamaño cristalino de las películas se determinó por medio de las micrografias por microscopia electrónica de transmisión y se encontró un carácter nanoestructural con un tamaño de partícula con un promedio de 8 nm. Del patrón de difracción de rayos x se encontró que hay una relación entre los planos dxxx/ d111 en alrededor de 2 Å y dxxx / d220 en alrededor de 3 Å. Denotando posiblemente una nueva estructura de politipo del CdTe. 

 

NANOII.8

Hilos Cuánticos Heteroestructurados Fabricados por MBE sobre Sustratos Grabados

 

Gámez-Corrales G. 1,2, Meléndez-Lira M. 1, Castillo-Alvarado F. L. 2 y López-López M. 1

1Departamento de Fisica, CINVESTAV-IPN, México, D.F.

2Laboratorio de Fisica Avanzada, ESFM-IPN, México, D.F.

 

En este trabajo se presenta un estudio de estructuras cuánticas semiconductoras de AlxGa1-xAs/GaAs fabricadas por epitaxia de haces moleculares  (MBE) sobre sustratos grabados. El proceso de grabado se realizó mediante litografiado por haz de electrones (EBL). Todos los procesos involucrados en la fabricación de las estructuras cuánticas se llevaron a cabo en un ambiente de ultra alto vacío (UHV).  Realizamos una evaluación de las propiedades estructurales mediante la técnica de microcopia de fuerza atómica (AFM), catodoluminiscencia (CL) y microscopia electrónica de barrido (SEM). Las propiedades ópticas fueron analizadas mediante las técnicas de fotoluminiscencia (PL), fotorreflectancia (PR) y dispersión Raman.

 


 

 

TEOII.1

Phase Equilibria in Heterogeneous Systems with AxB1-xCyD1-y Alloys

 

Elyukhin V. A., Peña-Sierra R., and Rivera-Flores B. L. *

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

 

The AxB1-xCyD1-y alloys are the conventional materials of the semiconductor heterostructures for the optoelectronic devices. The liquid phase epitaxy is one of the methods for preparation of the AxB1-xCyD1-y-based heterostructures. The liquid phase epitaxial processes are fulfilled near thermodynamic equilibrium. Therefore, information on the phase diagram and miscibility gap is necessary for the liquid phase epitaxy growth of the AxB1-xCyD1-y alloys. The phase equilibria in the heterogeneous systems with the AxB1-xCyD1-y alloy in the regular solution model are presented. The heterogeneous equilibria are considered as minimum condition of the Helmholtz free energy of the system that was presented as a canonical ensemble. The strictly regular approximation is used for description of all phases. The interactions between the nearest and next nearest atoms as well as the oscillation movement of the atoms were taken into account in order to express the internal energy of the alloys. The supposition on random distribution of the cations and anions in their sublattices was used for the configurational entropy. The numerical estimations were fulfilled for the phase diagram consisting of the (In, Ga, Sb, As) liquid solution and the InxGa1-xSbyAs1-y alloy lattice matched with the GaSb substrate. The obtained theoretical estimations are in good agreement with the available experimental results.

 

*e-mail address: dubhe_1@yahoo.com.mx

 


TEOII.2

Electronic Structure of Reconstructed Surface InAs(110)

 

López-Lozano X. a, Noguez Cecilia b, Meza-Montes L.

a Instituto de Física UAP.,

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

b Instituto de Física UNAM,

Apdo. Postal 20-364, México, D.F. 01000.

 

We present the band structure of reconstructed surface InAs(110). The calculation was carried out using the semiempirical Tight Binding Method. Dispersion of the surface bands was studied as a function of the structural parameters of the surface. Comparing the bands of reconstructed and ideal surface, we describe the electronic character of the bonds between the atoms of the surface. Also we compare our results with other theoretical approaches and with experimental results obtained by photoemission spectroscopy. A good agreement is found.

 

TEOII.3

Spin-Waves in Non-Equivalent Magnetic Layers Exchange Coupled Through Metallic Spacer

 

Castillo Alvarado Fray de Landa 1*

1ESFM-IPN, Edif. 9

UPALM, Zacatenco 07738 México D.F. México

Anna Urbaniak2 and Leszek Wojtczak2

2Department of Solid State Physics, University of Lodz

Pomorska 149/153, 90-236 Lodz, Poland

 

The system of two ferromagnetic layers of different thickness exchange coupled via nonmagnetic spacer has been considered on the basis of Green function approach. Spin wave profiles and the respective ferromagnetic resonance (FMR) spectra have been investigated. The results obtained show that the ratio of thickness of constituent magnetic layers is one of the important factors determining FMR spectra.

 

* Becario COFAA-EDD-IPN.

 

TEOII.4

Atomic Structure of the Indium-Induced Ge(001)(n×4) Surface Reconstruction Determined by

Scanning Tunneling Microscopy and Ab-initio Calculations

 

1Noboru Takeuchi, 1Rodríguez J. A., 2Falkenberg G., 2Bunk O., 2Johnson R.L.

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

Apto. Postal 2681, Ensenada,  22800 México,

2Institut für Experimentalphysik, Universität Hamburg,

Luruper Chaussee 149, D-22761 Hamburg, Germany.

 

Using scanning tunneling microscopy and first-principles total-energy calculations, we have determined the atomic geometry of the superstructures formed by the adsorption of up to 0.5 monolayer of indium on Ge(001) and annealing at temperatures above 200ºC. A strong interaction between indium ad-atoms and the germanium substrate atoms leads to the formation of two different In-Ge subunits on the Ge(001) surface.  In the sub-saturation regime separate (nx4) subunits are observed where n can be either 3 or 4 and the STM images resemble those of the Si(001)-(3x4)-In and –Al reconstructions. An ordered arrangement of the subunits into a (7x4) reconstruction can be prepared at saturation coverage. The (3×4) subunits are well described by the pyramid-like model introduced by Bunk et al for In on Si(001). For the (4x4) subunit, we propose a new model that includes the main features of the (3x4) subunit together with additional mixed Ge-In dimers. The atomic positions were optimised using ab-initio total-energy calculations. The calculated local densities of states are in excellent agreement with the STM images. We acknowledge support from CONACyT, Project # 33587-E, and DGAPA-UNAM Project # IN111600.

 

TEOII.5

Propiedades Electrónicas de Pozos Cuánticos del Tipo ZnS/ZnSe

 

Sagredo Hernández L. R., Contreras Solorio D. A., Madrigal Melchor J.,

Universidad Autónoma de Zacatecas. Unidad Académica de Física

Apartado Postal C-580, 98060 Zacatecas, Zac.

 

Se estudian las propiedades electrónicas de pozos cuánticos tensionados basados en el sistema  ZnS/ZnSe. Se calcula la estructura de bandas de volumen para los compuestos puros ZnS y ZnSe, y la aleación ZnSxSe1-x. Se obtienen los niveles de energía del pozo cuántico ZnSxSe1-x / ZnSe, para diferentes valores de la concentración x y diferentes anchos de pozos. Además se hace un análisis de la influencia del band offset. Este trabajo se realiza con la aproximación de enlace fuerte (EF), con base sp3s*, interacciones entre primeros vecinos e inclusión de la interacción espín-órbita. El tratamiento de la heteroestructura se hace en base al método de empalme de funciones de Green de superficie (SGFM). Los parámetros EF se toman de la literatura [1].

1. D. Bertho, D. Boiron, A. Simon, and C. Jouanin, Phys. Rev. B44, 6118 (1991).

Trabajo apoyado parcialmente por el CONACyT J35094-E y 27736E

 

TEOII.6

Electrones con Confinamiento Cuántico Electroestático Uno-Dimensional (1D) en Pozos Acoplados

 

Hernández de la Luz A. D.1,2, H. Cocoletzi Gregorio2

1Centro de Investigaciones en Dispositivos Semiconductores, ICUAP. Apdo. Postal 1651

Puebla, Pue., 72000 México

2Instituto de Física, Universidad Autónoma de Puebla, Apdo. Postal J-48, Puebla, Pue,.

72570 México

 

Se calculan los eigenestados y eigenvalores de energía del electrón en una heteroestructura del tipo AlGaAs-GaAs-AlGaAs con confinamiento cuántico estructural  y efecto cuántico inducido electrostáticamente a través de voltajes de polarización externos aplicados en compuertas. Con el efecto de polarización se inducen pozos acoplados cuya barrera se puede modular en altura y ancho así como el tamaño de los mismos. Se considera el caso de pozos cuadrados simétricos. Se usa la teoría de la masa efectiva para el hamiltoniano del electrón, el método de la función envolvente y de la matriz de transferencia para resolver la ecuación de Schoedinger. Con este método de la matriz de transferencia se obtiene la ecuación de eigenvalores de energía para los estados simétricos y antisimétricos. Haciendo una variación en la polarización aplicada, se puede estudiar el efecto del confinamiento cuántico electrostático (1D)  a través de la variación en la altura y ancho de la barrera así como del ancho de los pozos. Se observan los efectos del acoplamiento debido al tunelamiento del electrón en la barrera tanto en las energías como en sus estados para distintas barreras y pozos. En el confinamiento cuántico estructural, se considera un pozo cuántico de altura infinita considerando sólo la energía del estado base.

 

1e-mail: jaherlu@siu.buap.mx


BIOII.1

Identificación de Flavona en Pericarpio de Maíz Blanco por Medio de Técnicas Fototérmicas, Cromatografía en Papel y UV Visible

 

Ponce Parra C.1, Cruz Orea A.2, San Martín E.1, Calderón A.1 y Muñoz Hernández R. A.1

1Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada del Instituto

Politécnico Nacional, Legaría 694 Colonia Irrigación, 11500  México D. F.

2Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN. A.P. 14-740, 07000 México D.F.

 

Se reporta la identificación cualitativa de flavona en pericarpios de maíz blanco. Se realizó la extracción y una purificación de pigmentos del pericarpio en una columna de Sphadex G-15, después se aplicó cromatografía en papel al producto y a una muestra patrón (flavona), ambas bajo las mismas condiciones. Se realizó la medición y correlación de resultados de espectros obtenidos por espectroscopia fotoacústica y UV visible en las muestras. La aplicación de la técnicas de separación en fase de análisis de datos espectroscópicos muestran la separación espectral de una banda correspondiente a la hemicelulosa y otra asociada a pigmentos glucosidos tipo flavonoides. Asimismo se observa un corrimiento de la banda de pigmentos hacia el rojo con el incremento del ph en las muestras.

 

* e-mail: calder62@hotmail.com

 

BIOII.2

Physicochemical and Rheological Properties of Instant flours and Tortillas of Nixtamalized Maize by a Novel Process

 

Fonseca Jaime1, San Martín-Martínez M. R,1. Martínez-Bustos E.2

1CICATA-IPN, Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada.

Legaria 694, CP 11500 México, DF.

2Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, Unidad Querétaro, Apdo. Postal 1-798, CP 76001,

Querétaro, Qro, México.

 

In the present study were evaluated the physicochemical and rheological characteristics of  pericarp and endosperm of maize nixtamalized separately (Selective Nixtamalization). Nixtamalization of pericarp produced the rupture of the cellulose-hemicellulose-lignin structure and the incorporation to the solution of hemicellulose and small quantities of lignin and proteins improving the rheological quality of tortillas. The interaction of Ca++ and Ca(OH)+  cations with starch hydroxyl sites modified the physicochemical properties of the endosperm. It diminished the endosperm solubility at 0.1 % of lime. Whereas, it increased the solubility and WAI when both temperatures and lime concentrations were increased. On the other hand, this interaction favored the increase of the endosperm viscosity at 0.15% of lime concentration, the disruption of  the starch granules at 0.3% of lime concentration, leading to a decrease in the viscosity at 90°C.Tortillas of good functional characteristics similar to the tortilla produced with the traditional process were obtained by blending 5% of nixtamalized fractions of PGT and 95% of nixtamalized endosperm. The evaluated process shows several advantages over the traditional process of nixtamalization such as decreasing processing time, water consumption, not generating polluting effluents and use of whole grain

 

1monikjf04@hotmail.com

phone/fax: 557296300 ext. 67754/555575103

 

BIOII.3

Study of the Interaction of the Biopolymers Casein and Starch by the Extrusion Process

 

Fernández-Gutiérrez 1 J. A.; San Martín-Martínez 2,3 E; Martínez-Bustos 4 F.

1 Departamento de Ingeniería Bioquímica del Instituto Tecnológico de Celaya. CP 38030. Celaya. Guanajuato. México. E – Mail  fantonio@itc.mx

2,3CICATA-IPN, Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada. Legaría 694, CP 11500, México, DF.

4Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, Unidad Querétaro, Apdo. Postal 1-798, CP 76001, Querétaro, Qro., México

 

The objective of this investigation was to study the interactions of the biopolymers casein and starch by process extrusion, characterizing the extruded ones in its structural and functional properties by means of the analysis of the expansion, index of solubility and water absorption, as well as the changes in the color, the properties rheological, force of compression and properties of viscosity. The studied variables were: temperature (126-194° C), humidity (18-29%) and the proportion of starch - casein (5-95%). It was selected the methodology of response surface and the data were processing by statistical analysis SAS. Finally mathematical models evaluated the effects of the interactions of the biopolymers. Concluded that the variables temperature, humidity and the proportion of starch - casein in the mixture has a high effect in the interactions of the biopolymers, in the extrusion process.

 

3Corresponding author: e-mail: sancruz@prodigy.net.mx, phone/fax: (52)55-57296300 ext. 67769 /555575103


BIOII.4

Estimulación  del  Proceso  de  la Consolidación Ósea Empleando Láser

 

Lomeli Mejia  P.A. 1*, Urriolagoitía Calderón G. 2, Hernández Gomez L.H. 2, Lecona Butrin M.V.Z. H. 1,

Madariaga Estrada H.G. 1, Jimenez Pérez J.L. 3, Cruz Orea A. 4

1Centro de rehabilitación,

Calzada México Xochimilco 389, Col. Arenal de Guadalupe, México, D.F., C.P. 14389.

2SEPI-ESIME, Edif. 05 Unidad Profesional Adolfo López Mateos,

Zacatenco, México D.F., C.P. 77752

3Cicata,

Legaria 694, Col. Irrigación, México, D.F. C.P. 11500.

4 Departamento de Física, CINVESTAV-IPN

Apdo. Postal 14-740, C. P. 07000 México, D.F.

 

La consolidación de la fractura ósea es motivo de incapacidad laboral, y más aún puede ser el inicio de problemas aún más graves al tratarse de personas, de edad avanzada, o con algún problema para su osteogénesis normal, como puede ser la diabetes. Los deportistas de alto rendimiento son también motivo de preocupación, para entrenadores y médicos especialistas en rehabilitación.  En ambos casos hay muchos métodos, que pueden ser utilizados para acelerar la osteogénesis, sin embargo, no existe uno que se pueda aplicar en todas las circunstancias. En este trabajo se pretende desarrollar un método basado en la aplicación del láser, para acelerar el proceso de la consolidación, como una alternativa. La base teórica es que cada tejido absorbe  del espectro electromagnético una ventana de longitudes de onda bien definida. Y se le conoce como ventana terapéutica. Una vez que la luz es absorbida en la piel por los cromóforos, tales como la melanina, la bilirrubina, etc, se inicia una cascada de eventos, que dan lugar a la síntesis de ADN, desde la mitocondría. Posteriormente aún sin la estimulación de la luz, el proceso se sigue, hasta dar como resultado la diferenciación de osteoblástos, y posteriormente hueso nuevo en el trazo de fractura. Uno de los objetivos de este trabajo es: conocer si existe alguna relación entre los diferentes estadios de la consolidación, y parámetros ópticos de esos eventos. De esta forma se espera establecer alguna relación entre parámetros ópticos, tales como el coeficiente de absorción y parámetros mecánicos, como es la energía de deformación. Posteriormente al conocer los parámetros ópticos, en cada estadio, es posible diseñar algún dispositivo electrónico, que permita, por comparación con respecto a la extremidad contralateral, conocer el avance de la consolidación.

 

1* e-mail: palm7@hot.mail.mx

 

BIOII.5

Caracterización Óptica y Estructural de Materiales Biomineralizados por Moluscos

 

Flores-FaríasR. a, Díaz-FloresL.L. a, Yánez-Limón J.M. a, GómezO. b, Quintana P. b, Alvarado-Gil J.J. b y Aldana D. b

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

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

b Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, Unidad Mérida.

Apdo. Postal 73 Cordemx. Mérida 97310,., México

 

En este trabajo se hace un estudio de las propiedades ópticas estructurales y térmicas de materiales biomineralizados por moluscos. En este caso se presentan dos especies, ostras  (Crassostrea virgínica) y mejillones (Ischadium recurvum). Se obtuvieron muestras de diferentes capas de la concha constitutiva de los moluscos y con el propósito de aislar la contribución de la parte orgánica, se dieron tratamientos térmicos en el rango de 100 a 700 ºC. La espectroscopia infrarroja muestra las bandas asociadas a los modos vibracionales de carbonato de calcio. Los patrones de difracción de Rayos-X revelan una estructura cristalina dominada por la aragonita en el caso del mejillón y  de la calcita para el caso del ostión . La espectroscopia foto acústica permite identificar la incorporación de Mn y Fe en diferentes estados de oxidación, Mn3+, Mn2+  y Fe3+. Adicionalmente se realizaron mediciones de sus propiedades de transporte térmico, mediante espectroscopia foto acústica.

 


DIE.1

Glass ceramic Ferroelectrics Based on Solid Solutions of PbxBa1-xTiO3

 

Gorokhovsky A.V., Ruiz Valdés J.J., Escalante García J.I.

Cinvestav Unidad Saltillo,

 

The technological scheme including fusion of glass, fabrication of glass articles and their regulated crystallization is the best to obtain ferroelectric materials with regulated permittivity and low dielectric losses. The main problem of this scheme, for glass-ceramic systems based on BaTiO3, is related to spontaneous crystallization of melt during fabrication of glass articles. Vitrification and crystallization properties of glasses in the system BaO-TiO2-PbO-Al2O3(B2O3) were investigated to solve this problem. The fields of vitrification were identified. The glass compositions obtained had relatively low melting temperature (»1450ºC). These stable glasses could be thermally treated to produce glass-ceramics characterized by fine-crystalline structures and regulated permittivity associated to the contents of ferroelectric phases. The phase composition of such glass-ceramics included different PbxBa1-xTiO3 solid solutions depending on the starting chemical composition. Permittivity of the obtained materials (f = 800 kHz, T = 25ºC) varied from 20 to 700 relatively to the time of crystallization.

 

DIE.2

Análisis de las Propiedades Ópticas de Películas Delgadas de Compuestos NiO-SiO2 Obtenidas por el Método de Sol-Gel

 

Hernández-Torres J., Mendoza-Galván A.

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

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

 

Utilizando la técnica de sol-gel se prepararon recubrimientos de NiO-SiO2 sobre substratos de vidrio en concentraciones de 40 % en peso de NiO. Los recubrimientos se obtuvieron de soluciones con diferente viscosidad y a diferente velocidad de retiro, sometiéndolos posteriormente a tratamientos térmicos en atmósfera de aire. La caracterización óptica se realizó con espectroscopias de reflexión y transmisión en la región UV-visible. La presencia del NiO se detecta a partir de difractogramas de rayos x. En los espectros de reflexión y transmisión de las películas obtenidas a diferentes viscosidades, se observa que para velocidades de retiro v£12 cm/min y tratadas a diferentes temperaturas, el espectro de reflexión no muestra cambios considerables. Lo anterior se atribuye a la formación de partículas de NiO en el volumen. Por otro lado, para velocidades de retiro v³15 cm/min la reflexión aumenta drásticamente en la región UV al incrementar la temperatura de tratamiento. En este caso, el cambio en la reflexión se atribuye a la formación de una capa delgada de NiO. Para el análisis de las mediciones ópticas se utilizaron modelos apropiados, con los cuales es posible obtener la fracción de volumen de NiO ó el espesor de la capa formada, según sea el caso. Adicionalmente, para investigar la formación de partículas metálicas de Ni, los geles obtenidos de las soluciones se sometieron a tratamientos térmicos en atmósfera reductora. De los difractogramas de rayos x, se observa que la formación de nanopartículas de Ni tiene lugar a temperaturas mayores o iguales a 500 °C.

 

DIE.3

Fotoluminiscencia en Estructuras MOS que Contienen Defectos

 

Juárez H.1, Díaz T.2, Falcon V.3, Prieto A.3, Pacio M.4, García A.4.

1Facultad de Ciencias de la Computación, BUAP

14 sur y Av. San Claudio, Puebla, Puebla

2CIDS-ICUAP

3Facultad de Ciencias de la Electrónica, BUAP;

4Facultad de Ciencias Químicas, BUAP.

 

Mediciones de fotoluminiscencia en estructuras MOS que contienen centros de recombinación-generación R-G del tipo coulombiano, presentaron picos situados alrededor de 1.54 mm, longitud de onda en el rango de aplicación para comunicaciones ópticas. Inicialmente, se generaron mediante oxidación térmica fallas de apilamiento con longitudes entre 3 y 72 mm. Posteriormente, se difundieron impurezas de cobre y cromo. Usando el método de barrido de voltaje senoidal en las estructuras MOS se obtuvieron sus curvas de generación. Se muestra que para las muestras que contienen fallas de apilamiento de longitudes cercanas a 35 mm y decoradas con impurezas metálicas (cobre y cromo), existe generación apoyada por campo eléctrico (con picos de fotoluminiscencia localizados en 1.54 mm). De estas curvas se obtuvieron los tiempos de vida de generación y los factores de Poole frenkel. Estos últimos característicos de centros R-G coulombianos.

 

Trabajo apoyado por BUAP-CONACyT.

 

e-mail: 1 hjuarez@cs.buap.mx

2todiaz@siu.buap.mx

 


DIE.4

Transformation of a-Si:H Surface due to Very Low Energy Particle Impacts to

Very Thin Insulating Overlayer of Device Quality

 

Pinčík E.1, Jergel M.2, Falcony C.2, Glesková H.3, Brunner R.1, Ortega L.4, Nádaždy V.1,Müllerová J.5, Gmucová K.1, Durný R.6

1 Institute of Physics, Slovak Academy of Sciences, Dúbravská cesta 9, SK-842 28 Bratislava, Slovakia

2 Departmento de Física, CINVESTAV-IPN, Apdo. Postal 14-740, 07300 México D.F., México

3 Department of Electrical Engineering, Princeton University, Princeton, N.J. 08544, USA

4 Laboratoire de Cristallographie du CNRS, BP 166, 38042 Grenoble Cedex 09, France

5 Faculty of Logistics, Department of Physics, Military Academy, SK-0301 Liptovský Mikuláš, Slovakia

6 Slovak University of Technology, FEEIT, Ilkovicova 3, SK‑812 19 Bratislava, Slovakia

 

Formation of device quality very thin insulating layer (VTIL) is of utmost importance for the development of semiconductor based technology and thin film physics. A physical description of the growth of such layers on a-Si:H by low-energy ion impacts has neither been clarified nor dealt with yet. We have investigated the tranformation of intrinsic and n-doped a-Si:H thin film surfaces under the influence of low-temperature plasmas and low energy ion beams. X-ray diffraction at grazing incidence, ATR IR spectrofotometry, ESR and XPS techniques, feedback charge C-V measurements, optical reflectance, ellipsometry, etc. were used. The obtained results have enabled us to formulate the conclusions concerning i) the electrical, optical, and structural properties before and after the ion impacts; ii) modification of the semiconductor thin film volume below VTIL; iii) the application of such structures in thin film transistors and amorphous thin film solar cells.

 

Autor correspondiente: Dr. Matej Jergel, Depto. de Física, CINVESTAV-IPN,

e-mail: matej@fis.cinvestav.mx

 

DIE.5.

Dielectric Properties of Carbon Films with Deposited in Low Frequency Discharge

 

Kosarev A., Torres A., and Zuñiga C.

Institute National for Astrophysics, Optics and Electronics (INAOE),

Puebla, P.O.Box 51&216, Mexico 72000

 

The interconnect delay controls response time and operational rate of device structures at device dimensions less than 0.2 mm depend on geometrical factors and dielectric constant K of insulator. Therefore dielectric materials with K values lower than those of conventionally used silicon oxide (K=3.9) and silicon nitride (K=7.5) are very attractive. Among bulk materials poly-ethelene and poly-tetrafluorethelene have the lowest values: K=2.3 and 2, respectively.

The objective of the present research was to study structure, dielectric constant, conductivity and breakdown in carbon films prepared by low frequency glow discharge.

The films were fabricated at relativity high temperature T=350 C to improve thermal stability of properties. C-Hx and C=C bonding were studied by IR spectroscopy. The correlation between C-Hx and C=C bonding and the resistivity, the dielectric constant and the breakdown field has been found. The current-votalge characteristics demonstrated the ohmic and space charge limited current behavior in low electric field, while the current in the high electric field was controlled by the electron emission from one of the electrodes. The best parameters obtained in one type of the samples were as follows: the resistivity r =  1014 Ohms cm, the dielectric constant K = 2.1 and the breakdown field Eb =106 V/cm.

 

E-mail: akosarev@inaoep.mx .

 

 


 

RECII.1

Development and Characterization of Zinalquized hot Dipping 1018 Carbon Steel

 

Barba A.1, Cervantes J.1, Torres G.2, Vázquez A3. , Juárez C.1

1Área de Materiales y Manufactura. Departamento de Ingeniería Mecánica. División de Ingeniería Mecánica e Industrial. Facultad de Ingeniería. UNAM

Taller del Anexo. Facultad de Ingeniería. Circuito Exterior. Ciudad Universitaria Coyocán. México, 04510, D.F. Tel. 56228050, 55500041. Fax: 56228055

2Departamento de Materiales Metálicos y Cerámicos. IIM-UNAM

3Área de Corrosión y Protección. CENIM. CSIC. Madrid, España

 

This work exposes  the results of a technology developed to obtain a Zn-Al alloy coatings, named Zinalco, using hot dipping techniques. Initially, it has been developed a procedure to clean and prepare the samples surface of 1018 AISI carbon steel. Additionally, it was also necessary to determined the adecuate operation parameters (temperature, inmersion time, etc.) that permit obtain these  kind of coatings.

The characterization of the zinalquized carbon steel was obtained employing SEM, Vickers microhardness, mechanical test and corrosion tests, using Salt Spray testing.

Zinalquizing is a coating with attractive properties, it is specially recommended when carbon steel is used in marine atmospheres.

 

e-mail: 1 arturobp@dimeicu.fi-b.unam.mx, 1 carlosmariche@icqmail.com

 

RECII.2

Zirconia Coatings Prepared by the Alkoxide Route on Industrial and 316L Stainless Steels*

 

Mendoza-Barrera C.1,2, Real-San iguel M.E. 1, García-Ruiz W.Y. 1, Meléndez-Lira M.A.2 and Olvera M.de la L.3

1Academia de Biónica, Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas del I.P.N.,

07340   México, D.F. México.

2 Departamento de Física and  3 Departamento de Ingeniería Eléctrica,

Centro de Investigación y de Estudios Avanzados  del I.P.N.

Apdo. Postal 14-740, 07000 México, D.F. México.

 

Zirconium oxide thin films have been widely investigated because of their good biomechanical and anticorrosion properties. We present the results of the production, thermal treatment and structural characterization of zirconium oxide films deposited on industrial and 316L stainless steels. The coatings were produced by the spray pyrolysis method employing zirconium-n-propoxide in ethanol and nitric acid. Concentrations of 0.1, 0.3, 0.5 and 0.7M under a 1.5ml/min continuos N2 flow were employed. Samples were deposited employing substrate temperatures between 400-550 ºC. Two deposition times were employed: 10 and 20 minutes. The samples were thermal annealed at 500 oC for 1 hr at ambient atmosphere. Annealed and as grown samples were studied  employing X-ray diffractometry, scanning electron microscopy and  dispersive energy X-ray micro-analysis. We found a mixed orthorhombic and tetragonal  phase for the as-grown coatings,  an homogeneous tetragonal phase is found for the annealed coatings on industrial stainless steel. Zirconium oxide films deposited on 316 L stainless steel substrates were not uniform.

*: work partially supported by CONACyT-Mexico


RECII.3

Comparison of Coatings of SiO2-AgNO3 in Inorganic Sol-Gel for the Immersion and Electrophoresis Technique

 

Mendoza-López M.L.1,  Avilés-Arellano L.M.1,2,  Pérez-Robles J.F.1 and Ramos-Ramírez E.2

1CINVESTAV-Unidad Querétaro, Libramiento Norponiente No. 2000 Fracc. Real de Juriquilla Querétaro, Qro. C.P. 76230 Apto. Postal 1-798 C.P. 76001.

2Centro de Investigación en Química Inorgánica, Universidad de Guanajuato. Noria Alta s/n, Campus Universitario Noria Alta 36050, Guanajuato, Gto.

 

The introduction of metallic particles in a ceramic matrix can present interesting effects depending mainly on the particle size of the metal. In this work silver particles were introduced into a silica-based coating prepared from colloidal silica. The experimental work was carried out with two different solutions: SiO2-AgNO3 and SiO2-AgNO3-molasses and a ratio of Ag/SiO2 of 0.02 w/w. The obtained coatings from the aforementioned solutions were annealed at 300ºC and 500ºC by UV -Vis the presence of a broad band centered at 400 nm was observed. This broad band was attributed to the presence of the silver particles. A visible change of the solutions was observed and hence coatings obtained from both the initial and final solutions were compared. The observed changes can be attributed to the reduction reactions of the silver compounds at the conditions of the experiments. DSC curves show several endothermic and exothermic peaks when electrophoretic coatings are obtained. When it is applied a voltage of 5 V and l0 V for obtaining the coatings a change in the absorption peak was observed. The change is greater for an applied voltage of 10 V. By optical microscopy at 10x and 50x preferential orientations of small particles were detected and AFM observations show the presence of small particles on the surface of the samples.

 

Words key: Electrophoresis, silver.

 

Corresponding author: M.L. Mendoza-López, e-mail: mluisaml@yahoo.com

Tel: (01 442) 2119927, Fax: (01 442) 2119939

 

RECII.4

Sol-Gel Synthesis of Transparent and Conductor Tin Oxide Films

 

Díaz-Flores L.L., Espinoza-Beltrán F.J., Yánez-Limón J.M., Ramírez-Bon R, Mendoza-Galván A. and González-Hernández J.

CINVESTAV del IPN Unidad-Querétaro,

Libramiento Nor-Poniente No 2000, Fracc Real de Juriquilla, CP 76230, Santiago de Querétaro, México

 

Tin oxide films  with thickness from 40-210 nm were prepared over Corning glass substrate by the sol-gel method. The samples show a high transparence to the visible radiation and a semiconductor electrical behavior. The films was prepared by the sol-gel method from an alcoholic solution of stannous chloride and deposited onto Corning glass substrates. With the purpose to  enlarge the thickness of the films, the samples was constructed by several layers from 1 to 5.  The electrical resistivity  of the films was measured using impedance spectroscopy as a function of the thickness or number of layers constituting the films. We found that resistivity values were in the range from 103 Wcm for the single layer film to about 10o Wcm for the five layers films. Conducting glass showed high transmittance in the visible region and low reflectivity. Crystallization of amorphous tin oxide films with the thermal treatment was followed by means of XRD showing the cassiterite structure for the samples annealed at 400 and 500 ºC. The morphology of the films was observed by AFM, where we could obtain qualitative information about the surface morphology of the films.

 

RECII.5

Photoacoustic and Micro-Raman Analysis of TiO2 Thin Films Obtained from IR Laser Beam

 

Jiménez-Pérez J.L. 1, Mendoza-Alvarez J.G. 2,Cruz-Orea A. 2

1CICATA-IPN,

Legaria 694, Col. Irrigación, 11500 México D. F., México

2 Dpto. de  Física, CINVESTAV-IPN,

A. P. 14-740 , 07300 México D.F., México.

 

We have studied the TiO2 track thin films grown on Ti films previously deposited over glass substrates. The Ti films were heated exposed to the atmospheric environment by a moving laser beam, with different intensities of a pulsed Nd: YAG laser that sweeps the Ti surface at a 2 mm/s constant speed. We observed differences in the photoacoustic (PA) signal amplitude for different TiO2 tracks which reveals differences in the TiO2 thicknesses for the obtained thin films. This result showed that it is possible to follow the qualitative behaviour of the oxide films with reasonable accuracy, using the present photoacoustic analysis. By the other hand micro-Raman spectra  measured in for these samples showed two strong bands at 424 cm-1 and 612 cm-1 associated to the TiO2 rutile structure. These results showed that both, the PA and Raman spectra give us useful information for TiO2 tracks characterization.

 

e-mail addres: jimenezp@mail.cicata.ipn.mx or jimenezp@fis.cinvestav.mx

 


RECII.6

Efecto del Contenido de Sn Sobre las Propiedades Físicas de Películas de TiO2 Preparadas por el

Método de Rocío Pirolítico

 

Martínez A. I. , Acosta D., López A.

Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México.

 

Disminuir la cantidad de desechos químicos en el agua y aire contaminados por medio de fotocatálisis utilizando semiconductores es una vía para disminuir la contaminación del medio ambiente. Los fotocatalizadores basados en dióxido de titanio son los de mayor interés para estos propósitos, en este trabajo se prepararon películas delgadas de TiO2 por la técnica de rocío pirolítico a partir de acetilacetonato de óxido de titanio en etanol, resultando películas en fase anatasa con orientación preferencial (101), además, con el propósito de aumentar la actividad fotocatalítica del dióxido de titanio, se insertaron en la red del TiO2 iones Sn4+,  partiendo de una solución de acetilacetonato de óxido de titanio con distintas cantidades de  SnCl4, el deposito se realizo a 450 ºC, formándose películas policristalinas de TiO2:Sn en fase anatasa. En este trabajo se reporta el efecto de la cantidad de iones de estaño en la solución de partida, sobre las propiedades físicas de los recubrimientos resultantes. Los estudios de difracción de rayos X muestran una orientación preferencial (101); la transmitancia óptica, se encuentra entre 60 y 80 %; mediante estudios de microscopia electrónica de barrido, se observa que las películas presentan una superficie texturizada. A partir de los espectros de transmitancia, se calcularon las energías de absorción intrínseca, encontrándose valores entre 2.99 y 3.75 eV.


CMII.1

Analysis of Gasolines by Optical Absorption Studies

 

Arizpe-Chavez H . (1), Noriega-Cordova J.L.. (2), and Zayas-Saucedo Ma. E.(1)

(1)  Departamento de Investigación en Física. Universidad de Sonora,

AP 5-88, Hermosillo Son.

(2)  Departamento de Ing. Química y Metalurgia. Universidad de Sonora

 

Several samples of commercially available gasolines Premium and Magna-Sin were collected from standard gas stations. Properties of these gasolines were determined from optical UV-VIS-IR absorption and Raman spectroscopy. A complete spectra was collected from each fuel, and all the obtained spectra were compared and correlated with corresponding selected property values. Measured properties included aromatic and olefinics content, saturated hydrocarbon content, benzene content,  methyl-butyl groups and oxygen content. For any given fuel type, increased aromatic concentrations increase octane number. On the other hand, olefinic concentrations prevent knocking, the sound and damage caused by premature ignition of a part of the fuel and air charge in the combustion chamber of an internal-combustion engine. Intensities of dispersion peaks in the Raman spectra, allowed us to determine the Aromatic/Aliphatic ratio for these gasolines. Near-IR spectrum between 0.9 and 2.5 mm allowed us to determine olefinic groups. Other kind of non-desired components were  also detected by UV-VIS spectra. Results show that the use of optical measurement systems to predict fuel properties for quality control, are non-time consuming, easy to handle, and inexpensive.

 

This work was supported by CONACYT clave 31222-U

(*) Corresponding author harizpe@cajeme.cifus.uson.mx

 

CMII.2

Medición del Angulo de Contacto del Agua en Películas Delgadas por el Método de Wilhelmy

 

Ordoñez Medrano Araceli, Vera Graziano Ricardo

Instituto de Investigaciones en Materiales. Departamento de Polímeros. UNAM.

 

El contacto de un líquido sobre la superficie sólida y plana, provocará la formación de un ángulo el cual se denomina ángulo de contacto f. La magnitud de este ángulo esta determinada por la relación relativa de adherencia entre el líquido y el sólido y a la cohesión del sólido, relacionadas por la ecuación de Young. La mecánica del método es: el sólido en forma de placa plana o de cilindro se introduce parcialmente en el líquido. Al introducir la placa en el líquido se calcula el ángulo de contacto mediante la diferencia de peso, esto se calcula con las ecuaciones:

Wt = Wplato + pglv Cosf        y        DW = W – Wplato = Pger Cos f

DW es el incremento del peso del plato al tocar el líquido, y P es el perímetro del plato en contacto con el líquido. Con éste método es posible determinar ángulos de avance, recesión e histéresis, además de tensiones superficiales.

Ya que el cambio en el ángulo de contacto depende de la estructura química de la superficie y de la longitud de onda del haz incidente. Aquí presentamos los efectos que se observan en diferentes películas delgadas de PbS y CdS al ser iluminadas.      

 

ara@servidor.unam.mx

 

CMII.3

Determinación Mediante Luz Láser Dispersa de Rugosidades, Fisuras, y Defectos Superficiales

 

Ruiz-Torres Maximiano, González David, Huerta-Ruelas Jorge a)

Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada del IPN,

José Siurob 10 Col. Alameda, C.P. 76040, Querétaro, Qro, México.

 

La determinación de daños antes de que ocurran en maquinaria en movimiento es muy importante para evitar gastos de mantenimiento y daños en los productos. Hemos desarrollado un sistema óptico capaz de detectar diferentes niveles de rugosidad, inicio de fracturas, y defectos, tanto en piezas fijas como en movimiento. Para este efecto se prepararon probetas con marcas controladas tanto en su distancia, espesor y profundidad. También se prepararon probetas con diferente grado de rugosidad. La técnica mostró gran sensibilidad a estas marcas, la rugosidad y a deformaciones inducidas. El sistema esta automatizado y la toma y despliegue de datos se realizan con el programa Labview. Los resultados muestran que  la técnica tiene amplios usos en la industria de los maquinados, laminados y mantenimiento de maquinaria. Este trabajo comprueba la viabilidad de desarrollar métodos de medición ópticos portátiles para la industria.

 

a) Correspondencia, jhuerta@cicataqro.ipn.mx


CMII.4

Desarrollo de la Interfaz Grafica del Sistema TREOR

 

a  b Peraza-Vázquez Hernán, a Zapata-Torres Martín, b Ramírez-Saldivar Apolinar, b González-Rodríguez Iván

a CICATA-IPN, Unidad Altamira.

Km 14.5 Carretera Tampico Puerto Industrial Altamira, Altamira, Tamps. CP.89600.

βInstituto Tecnológico de Ciudad Madero. Depto. de Sistemas y Computación.

Juventino Rosas y Jesús Ureta Col.- Los Mangos, Cd. Madero, Tamps. CP.89 440

 

La difracción por rayos X es una técnica no destructiva ampliamente utilizada para la caracterización de materiales cristalinos. La determinación de la estructura del cristal obtenido a partir de los datos de difracción implica las siguientes fases: a) indexación de los patrones de difracción; b) asignación del  grupo espacial c) solución de la estructura y d) refinamiento de estructura. El objetivo de la indexación es determinar los parámetros de la red por medio de las posiciones de los picos en el patrón experimental. Comúnmente los programas de indexación mas usados son el ITO, TREOR y DICVOL,  estos programas usan métodos de “prueba y error” como una solución al problema; creados en lenguajes como Fortran, con una interfaz poco amigable y engorrosa. El programa TREOR requiere de la creación de archivos de entrada (en formato ASCII), los cuales deben contener diversas palabras claves que  representan la serie de instrucciones que se deben proporcionar al programa, creándose con ello diversas combinaciones al variar dichos datos.  Esta sintaxis muy particular, en conjunción con su entorno,  dificulta aun mas su uso. El presente trabajo consiste en el desarrollo de la interfaz grafica bajo Windows del programa TREOR, contando ahora con ambiente amigable y transparente al usuario en el desarrollo del archivo de entrada que se requiere.

 

Trabajo Financiado por:    CGPI-IPN, CONACYT 38444-E

 

CMII.5

Quantitative XPS Analysis of CdTe Oxide Thin Films Grown by Sputtering in Ar-N2O

 

Bartolo-Pérez P.1,  Jhonny Ceh2,  Peña J.L.1,3,  Farias M.H.4

1CINVESTAV-IPN, Unidad Mérida, Departamento de Física Aplicada

A. P. 73 Cordemex, Mérida, Yuc., México

2Universidad Autónoma de Yucatán, Facultad de Ingeniería Física

Av. Industrias no Contaminantes A. P. 150 Cordemex, Mérida, Yuc., México

3CICATA-IPN Altamira,

Km. 14.5 Carr. Tampico-Puerto Industrial Altamira, 89600 Altamira, Tamaulipas, México

4Centro de Ciencias de la Materia Condensada-UNAM,

A.P. 2681, Ensenada, B.C., México

 

Cadmium telluride oxide (CdTe:O) films were grown by a radio frequency sputtering technique using a controlled plasma (Ar-N2O) on glass slide substrates. Films were studied by Auger electron spectroscopy (AES) and x-ray photoelectron spectroscopy (XPS). AES depth profiles show that after an initial period, the steady state is reached. This state is characterized by constant peak-to-peak intensities for Cd, Te and O. XPS shows changes in chemical composition as a function of N2O partial pressure during deposition. The oxygen incorporates in the films up to about 60 at. %, while the Cd and Te content decrease from ~ 40 at. % to 20 at. %. At N2O partial pressure of 9´10-5 Torr, the Te-Cd bonds of CdTe are strongly reduced and the Te in the films is mainly bonded to oxygen. For this N2O pressure, films consist of mainly CdTeO3.

 

This work was partially supported by CONACYT under project number 38667-E.

 

CMII.6

ESCA/XPS  and  Auger Studies in Glasses Obtained from CdS-ZnS-TeO2 Ternary System

 

Zayas Ma. E (1)., Arizpe-Chavez H. (1,*), Castillo S.J. (1), Espinoza-Beltrán F. J. (2) and Ramírez-Bon Rafael(2)

(1)  Departamento de Investigación en Física. Universidad de Sonora,

AP 5-88, Hermosillo Son.

(2)  Laboratorio de Investigación de Materiales CINVESTAV-IPN Unidad Querétaro.

 

Several samples of glasses from the system CdS-ZnS-TeO2 were prepared in silica-aluminum crucibles. Due to corrosive reaction on the crucible, we got a final multi-compound ZnO-CdO-TeO2-Al2O3-SiO2 based product . ESCA/XPS studies depict presence of a glassy silica-alumin um network. This network is also composed of highly polarized Te, Zn and Cd groups. Analysis of S2p peaks,  confirmed the absence of sulfur. Auger technique allowed us to study the  O-KLL and Zn-LMM peaks. Their values were very similar for different samples, in the order of 507.42 and 987.46 respectively.

 

This work was supported by CONACYT clave 31222-U

(*) Corresponding author harizpe@cajeme.cifus.uson.mx

 


CMII.7

Study of the Auger Recombination in GaNxAs1-x Thin Films Using the Photoacoustic Technique

 

Riech I.1*, Cardona-Bedoya J.A.1, Cruz-Orea A.1, Zelaya-Angel O.1,

Mendoza-Alvarez J.G.1, Rodríguez F. P.2

1Departamento de Física del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional

Apdo. Postal 14-740. México DF 07000

2CICATA-IPN Unidad Legaria

Av. Legaria 694, Col. Irrigación México D.F: 11500

 

The photoacoustic technique (PA) has proven to be a very useful method to study the non-radiative recombination times, the surface recombination velocity, and the Auger recombination time in semiconductors by the proper choice of a theoretical model to fit the data obtained from the measurement of the frequency dependence of the phase of the PA signal. In this work we present results on the application of this technique to study GaNxAs1-x thin films grown by the radio frequency sputtering deposition method on GaAs substrates in the GaN rich side, where there are almost no results for their properties. A set of samples were grown in which the N concentration was changed in order to have a variable band-gap energy covering almost the entire visible spectrum. From the measurement of the curves for the dependence (PA phase signal) vs. (frequency) in each one of the samples, and their fitting with a two-layer model, we have been able to obtain the values for the Auger recombination time and its dependence on the film nitrogen concentration. We discuss these results.

 

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

 

CMII.8

Pressure Evolution in the Chamber of a Dense Plasma Focus Device

 

Castillo F., Herrera J.J.E., and Rangel J.

Instituto de Ciencias Nucleares, UNAM

Apdo. Postal 70.543, Ciudad Universitaria, 04511 México, D.F. México

 

The dense plasma focus device (DPF) is a coaxial gun, in which a short lived (10-100 nsec), high density (1018-1020 cm-3) and temperature (0.1-2.0 keV) plasma column can be produced at the muzzle. It is an interesting radiation source, that emits pulsed soft and hard x-rays, collimated electron and ion beams, and if deuterium is used as a filling gas, fusion neutrons. Due to these properties, the DPF has a great potential for applications, particularly if reliable high repetition rate devices can be produced. However, there are subtle elements that limit the uniformity of the results obtained from shot to shot, some of them related to adsorption and desorption in the electrodes, the insulator and chamber materials. This work describes research done at the Fuego Nuevo II facility, aimed at understanding the relationship  between the pressure evolution and the neutron yield. The volume of the chamber (14.9´105 cm3) is substantially larger than the coaxial gun (4 cm diam., 10 cm long), in order to accommodate diagnostics. Before starting each batch of discharges, a vacuum around 10-6 torr is achieved with a turbo-molecular pump. The filling gas, pure deuterium in this work, is maintained under static conditions, with a measured leak of 3.8´10-3 torr.  A sudden fall of the initial pressure around 5% is usually observed during the first three shots, before creeping back at a constant rate in successive shots. This is related to the fact that the first shot with fresh filling gas usually shows a neutron yield far below the average in the batch. The evolution of the neutron yield as pressure increases is also analysed, in order to get some clue as to the origin of the yield variability. However, such variability is also a consequence of plasma instabilities, that are not uniform form shot to shot, and little information can be obtained from the pressure evolution.

 

CMII.9

Medición Simultanea del Índice de Refracción y de Absorción en Pozos Cuánticos Foto-Refractivos

 

Chiu-Zarate R., Ramos-García R..

Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica,

Enrique Erro No. 1 Sta. Maria Tonantzintla, Puebla.

 

Cuando  una distribución periódica  de intensidad se hace incidir en un pozo cuántico foto-refractivo (PQW) se genera un redistribución de cargas provocando cambios en los  índices de refracción y absorción,  los cambios asociados al índice de refracción (electro- refracción), generalmente son calculados a partir de las contribuciones de la electro-absorción medida, por el uso de las relaciones de Kramers-Kronig. Aplicando la técnica de mezcla de dos ondas con modulación dinámica de fase,  se midió  de manera simultanea la contribución del  índice de refracción y absorción en pozos cuánticos foto-refractivos.

 


CMII.10

 

Propiedades ópticas de Sistemas Excitónicos y Fonónicos Confinados: Reflectometría de 45o

 

Silva-Castillo A. y Pérez-Rodríguez F.

Instituto de Física, Universidad Autónoma de Puebla,

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

 

Se presenta un conjunto de investigaciones teóricas realizadas con el objetivo de establecer la importancia de una espectroscopia óptica, recientemente propuesta, denominada reflectometría de 45o. Se muestra que esta técnica experimental es útil para determinar de manera directa las frecuencias asociadas a los eigenestados de energía de fonones y excitones confinados, principalmente en sistemas de películas delgadas, pozos cuánticos y superredes de materiales semiconductores. En particular, se hace énfasis en la utilidad de la reflectometría de 45o para investigar excitaciones de carácter longitudinal.

Con este trabajo se espera alentar el desarrollo de trabajos experimentales enfocados al estudio de las propiedades ópticas de estructuras semiconductoras empleando esta nueva técnica experimental.

 

CMII.11

Low Temperature Sintering of Microcrystalline Yttrium Aluminum Oxides (YAG, YAlO3) Doped with Rare-Earth Ions for Luminescence Applications

 

1Castañeda Alejandro, 1Vega José T., 2Rosa María Lima

1CICATA-IPN, Unidad Querétaro

2FATA-UNAM, Juriquilla, Qro.

 

Starting with a Sol-Gel method, microcrystalline powders of yttrium aluminum oxides can be obtained at temperatures as low as 850°C. Crystalline pure and rare-earth doped yttrium aluminum garnets (YAG) and perovskites (YALO3) have been obtained. The phase purity of these powders allows the sintering of dense ceramics for a number of optical applications. In this work we present the results obtained in the synthesis and characterization of such powders and ceramics.

 

CMII.12

Photo-EMF Technique Like a Tool for Obtain Some Electric Characteristics for a Photoconductive Sample

 

García Lara Carlos M., Ramos García Rubén

INAOE,

Apdo. Postal 51 y 216, Puebla, Pue., México 72000

 

On this technique we use a interference pattern in which, one beam is phase-modulated and on the interference pattern, we put the photoconductive sample which creates a current denominated, photo-EMF effect that given characteristics like dielectric relaxation and recombination of carriers times, diffusion length, mobility of carriers, etc., for that, we thing that is a simple technique for obtain those characteristics.

 

e-mail:  cgarcia@inaoep.mx.

 


CMII.13

Estudio de la Evolución de las Propiedades Térmicas y Estructurales del Mineral de Hierro Peletizado, Durante el Proceso de Cocimiento**

 

García Lara Carlos M., Ramos García Rubén

CINVESTAV-IPN, Unidad Querétaro,

Libramiento Norponiente No. 2000 Fracc. Real de Juriquilla, Santiago de Querétaro, Qro. 76230, México.

 

En este trabajo  se presentan  resultados obtenidos en el estudio de la evolución de los parámetros de transporte térmico de mineral de  hierro, determinados  mediante las técnicas de fotoacústica y espectroscopia  fotopiroelectrica en la configuración de transmisión de calor.  Estos parámetros de transporte térmico se determinan en muestras de pelet verde, pelet cocido a 1300 °C obtenidos de la planta peletizadora, así como en muestras  tratadas a temperaturas de 200, 450, 600, 700 y  900 °C en aire.  Las cuales son temperaturas representativas de diferentes cambios detectados mediante calorimetría diferencial de barrido y constituyen puntos relevantes de transformación composicional estructural y morfológico de los pelet durante el proceso de cocimiento para la obtención de pelet ricos en hematita. Estos a su vez constituyen la  materia prima para el posterior procesamiento y obtención de aceros.

El propósito de utilizar la técnica fotopiroelectrica  es con el fin de tratar de obtener una caracterización completa de los parámetros de transporte térmico, esto es, a, e y k (difusividad, efusividad y conductividad térmica), utilizando como técnica comparativa al método fotoacústico la cual es una técnica bien establecida en la determinación de la difusividad térmica de sólidos.

Adicionalmente  también se presentan resultados de estos parámetros térmicos en  muestras variando la porosidad, la  cual se determina mediante el procedimiento indicado en la  norma ASTM (C 373 – 88) que utiliza el principio de flotación de Arquímedes.

Como un estudio complementario y con el propósito de correlacionar la evolución de los parámetros de transporte térmico con la composición,  estructura y morfología  de las muestras analizadas, se realizó una caracterización mediante Difracción de rayos-x, espectroscopia de energía dispersa (EDS) y  microscopia electrónica de barrido(SEM).

 

Agradecimientos:

CONCyTEQ, Consorcio minero “Benito Juárez” Peña Colorada S.A. de C.V., Rivelino Flores Farías,  Martín A. Hernández Landaverde, Juan Veles  Medina.

 

*e-mail:  gil917v@yahoo.com.mx

 

CMII.14

Medición de Cambios en la Reflectividad de Metales como Función de la Temperatura

 

Martinez Victor 1a, Ramirez Eduardo, Huerta-Ruelas Jorge b

1 Centro Nacional de Metrología,

km 4.5 Carretera a Los Cués, Municipio El Marqués. C.P. 76900, Querétaro,

Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada del IPN,

José Siurob 10, Col. Alameda, C.P. 76040, Querétaro, Qro, México

 

Se presenta el desarrollo de un sistema que permite medir cambios en la luz láser dispersa de varios metales Aluminio, Molibdeno, Tantalio, Plata, Oro y Cobre, producida por variaciones periódicas de temperatura. Estas variaciones de temperatura se logran mediante dos métodos: aplicación de tensión eléctrica a través de la muestra y por medio de una celda Peltier. Se presentan graficas de la señal para el intervalo de temperaturas entre 0 °C y 100 °C. También se muestra el comportamiento como función de la frecuencia de modulación de la temperatura. Se discute la relación que puedan tener estas variaciones con propiedades del material, tales como la difusividad térmica, la expansión térmica y la resistencia eléctrica. 

 

aEstudiante del Posgrado en Tecnología Avanzada

bCorrespondencia, jhuerta@cicataqro.ipn.mx


CMII.15

Microestructura y Caracterización Térmica de Aceros API5L-X52

 

Peña Rodríguez G. 1, 2, *, Flores Macias Oscar 3, Angeles C. 3, Calderón A. 1 y

Muñoz Hernández R. A. 1

1 Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada del Instituto Politécnico

Nacional, Legaría 694 Colonia Irrigación, 11500  México D. F.

2. Departamento de Física Universidad Francisco de Paula Santander.

 A.A. 1055, Cúcuta,Colombia.

3  Instituto Mexicano del Petróleo,

 Eje central L.Cardenas 152, Col. San Bartolo Atepehuacan, 07730 México D.F

 

 

Reportamos un análisis microestructural de muestras de acero API5L-X52 mediante la aplicación de rayos X (DRX) y microscopía electrónica de barrido (SEM). Además presentamos la determinación de las propiedades termofísicas a temperatura ambiente de este material, realizada mediante la técnica fotoacústica en las configuraciones de transmisión y difusión de calor. La primera para determinar la difusividad térmica (a) y la segunda para hallar la efusividad térmica (e). La conductividad térmica (k) y el calor específico por unidad de volumen (rc) se determino a partir de las expresiones que relacionan a estos cuatro parámetros termofísicos, a saber,  y . La caracterización térmica de este tipo de aceros es un resultado novedoso que contribuye, junto con los resultados del análisis microestructural a ampliar el conocimiento de este tipo de aceros cuyo principal uso es en la fabricación de ductos para el transporte de refinados del petróleo.

* e-mail: ggabrielp@yahoo.com

CMII.16

Archeological Potteries: A Study on Fired

 

Jiménez-Pérez J.L.*, Brancamontes Cruz A., Jiménez-Pérez J.**, Mendoza -Alvarez J. G. and Cruz-Orea A. ***, Gordillo-Sol and Yee H. ****

* CICATA-IPN,

Legária 694, Col. Irrigación, 11500  México D. F.  México.

** INAH,

Periférico Sur y Zapote, Col. Isidro Fabela,  14030  México D.F., México.

*** Dpto. de Física, CINVESTAV-IPN,

A. P. 14-740 , 07300 México D.F., México.

**** ESFM - IPN,

Edificio 9, Unidad Prof. Adolfo López Mateos, 07300

México D.F. México.

When Mexican pottery, used during Prehispanic period, had different improvements in its manufacturing during some centuries before arrive of the Spaniards in Mexico. After this new fired techniques were used to make ceramics during this period. Their compositions, manufacturing and fired process, have not been fully understood. Photoacoustic spectroscopy, XEDS, X-ray, TEM and Mossbaüer spectroscopy studies of authentic archeological potteries of Aztec III (1450-1525), Aztec IV (1525-1550) and colonial Poblana (1780-1800), show the knowledge of different advances in their fired manufacturing.  In the case of colonial Poblana pottery some colors of metallic oxides, that were introduced in the colonial period in Mexico, were found in our analysis. The composition of the analyzed samples was mainly SiO2, Al, Ca, Na, oxides of  Fe, S, Mg, Pb, K, Ti and Cu impurities. Through of the used recent techniques was possible to determine different process of fired knowledge for each one of them. These results were compared with the archeological registers about the composition and technology in the pottery manufacturing.

 

* e-mail:jimenezp@fis.cinvestav.mx or jimenezp@mail.cicata.ipn.mx

 

CMII.17

Feasibility of Using SiO2 Fiber Optic Conduits to Detect Fission Fragment Tracks

 

Espinosa G. *1, Golzarri J.I. 1, Vázquez-López C. 2, Fragoso R. 2  , and Zendejas-Leal B.E.2

1 Instituto de Física, UNAM.

Apdo. Postal 20-364. 01000 México, D.F.

2 Departamento de Física, CINVESTAV-IPN, México.

 

The nuclear track detectors are based on the interaction of the charged particles with the materials and the development of  pits along the trajectory of the nuclear particles, after a chemical specific treatment.

In this work, the track formation on commercial fiber optical material is reported for the first time. These tracks were originated  from fission fragments.  It is remarkable that the chemical etching time necessary to reveal the tracks is very short, compared to that of the traditional polymeric material CR39. The precise transverse shape of the tracks were determined in the range of nanometers, using the facilities of atomic force microscopy (AFM). This information will be  very useful for the understanding of the interaction of the fission fragments of 79.4 and 103.8 MeV from 252Cf, with the SiO2 material of the commercial fiber optic on the phenomena of the track formation and future effects in fiber optics.

 

e-mail: *espinosa@fisica.unam.mx

CMII.18

Efecto del Tamaño de Partícula en la Conductividad Térmica de Polvos de MgO

Grado Eléctrico en Rango de 200 a 1000 oC

 

Florido A.1,*,  Peña Rodríguez G. 1, 2, Calderón A. 1,  Muñoz Hernández R. A. 1,  Falcony C.  3 y Flores Macias Oscar 4

1  Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada del Instituto

Politécnico Nacional, Legaría 694 Colonia Irrigación, 11500  México D. F.

2  Departamento de Física Universidad Francisco de Paula Santander.

A.A. 1055, Cúcuta,Colombia.

3  Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN. A.P. 14-740, 07000 México D.F.

4. Instituto Mexicano del Petróleo, Eje central L.Cardenas 152, Col. San Bartolo Atepehuacan, 07730 México D.F

 

 

Usando flujo de calor radial en estado estacionario, determinamos la conductividad térmica (k) de polvos de óxido de magnesio (MgO) grado eléctrico en un rango de temperaturas de 200 a 1000 oC para tamaños de partícula en rangos diferentes. La distribución de tamaño de partícula de estos polvos se realizo usando la norma ASTM D2772-90, de las cuales seleccionamos seis rangos, con tamaño promedio entre 49 y 190 micras.  Nuestros resultados muestran para un rango de tamaño de partícula determinado, una relación directamente proporcional de la conductividad térmica con la temperatura. Asimismo, toma lugar un comportamiento inverso de este parámetro termofísico con la distribución del tamaño de grano. 

 

* e-mail: fcaenrike@yahoo.com

 

CMII.19

Morphological and Structural Changes in Doped ZnO Thin Films, Upon Varying the Doping Source

 

Altamirano-Juárez D. C., Márquez-Marín J., Castanedo-Pérez R., Jiménez-Sandoval O.,

 Maldonado-Alvarez A.*, Jiménez-Sandoval S. and

Torres-Delgado G.

CINVESTAV - IPN, Unidad Querétaro,

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

*Depto. de Ingeniería Eléctrica, CINVESTAV – IPN,

Apdo. Postal 07000, México, D. F..

 

ZnO thin films have been prepared by the sol-gel technique from Zn(OOCCH3)2.2H2O and doped with aluminum using two different sources: aluminum nitrate and aluminum acetate. Fluorine-doped ZnO films were also obtained by using ammonium fluoride. The variation in dopant source and thermal treatment atmosphere bring about significant changes in the structure and morphology of the films, these changes being more marked in the case of doping fluorine. The preferential orientation in the (002) plane remains in all cases. Contrary to that observed for aluminum, high nominal concentrations of fluorine do not modify the ZnO grain size, a desirable effect in terms of conductivity improvement.

 

CMII.20

Caracterización por EXAFS de los Agregados de Arsénico en Silicio

 

Calderón-Guillén J. A., Herrera-Gómez A.

CINVESTAV-Querétaro

A.P. 1-178, Querétaro, México 76230

 

Sustratos de Silicio(100) fueron dopados con arsénico logrando una densidad uniforme de ~1x1021 As/cm3 determinado a través de estudios de SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy). Fenómenos de desactivación eléctrica fueron observados debido a tratamientos térmicos ( 400 - 1000°C ). Extended X-ray Absorption Fine Structure (EXAFS) fue usado para determinar la estructura local de los agregados de arsénico en la matriz de silicio y su formación en función de la temperatura. Se creó un modelo físico con base a estudios anteriores, en los cuales se obtienen agregados con energías favorables para su formación (4As-V(vacancia), 3As-V-Si, 2As-V-2Si y As-4Si.) Se realizó un software en para ajustar los datos experimentales obtenidos por EXAFS con el modelo propuesto. Se describirá la caracterización eléctrica de las muestras ( Efecto Hall y Resistividad Eléctrica ) con la finalidad de determinar el grado de desactivación eléctrica en el semiconductor en función de la temperatura de


CMII.21

Caracterización Óptica por Elipsometría Espectral de Películas Delgadas de Óxido de Itrio

Depositadas Sobre Substrato Atacados con Plasma de Argón

 

Araiza J. J. 1, Aguilar-Frutis M. 2, Falcony C. 3,*

1Unidad Académica de Física, U.A.Z

Av. Preparatoria # 301, C.P. 98060, Zacatecas, México.

2CICATA-IPN,

Miguel Hidalgo 11500, México, DF México,

3CINVESTAV-IPN

Apdo. Postal 14-740, 07000, México, DF México

 

Películas delgadas de Y2O3 sobre Si(100) se depositaron con diferentes tiempos de ataque de la superficie del substrato previo al depósito. Los depósitos se hicieron para diferentes temperaturas. Se realizaron mediciones de elipsometría espectral y se compararon los resultados encontrados con los aquellos obtenidos para elipsometría a longitud de onda fija, mostrándose que los valores son muy cercanos en cuanto al espesor de las películas se refiere. En cuanto a las propiedades ópticas, se encuentra que estas son variables dependiendo de las condiciones de temperatura, lo cual no es tan claro sobre las condiciones de ataque del substrato. Se utilizaron dos simulaciones a partir del Modelo de Medio Efectivo (Bruggeman), el primero con una película gruesa de Y2O3 y el segundo con varias capas que pueden o no incluir una capa interfacial de SiO2 y alguna de las otras capas incluyendo dentro de la película, además del Y2O3, un componente de huecos o componente de Si. Se encuentra que para la región estudiada (2.85 a 4.15 eV) los ajustes son mejores para los casos en que se proponen varias capas. Se hace una correlación de los resultados encontrados con mediciones previas de EDS.

 

CMII.22

Síntesis y Caracterización Eléctrica de Películas Delgadas de Ftalocianinas Metálicas de Níquel, Plomo y Cobalto

 

Guillermo Jiménez de los Santos

Centro de Investigación en Dispositivos Semiconductores

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

 

 

Se pretende conocer  algunas propiedades eléctricas de estas películas con el objeto de  fabricar  algún dispositivo en el futuro. Se sintetizan ftalocianinas metálicas de Ni, Pb y Co y se mide la resistividad eléctrica de las películas delgadas con y sin iluminación, y  se determina la capacidad eléctrica de las mismas.

Las ftalocianinas metálicas se sintetizan a partir de ftalonitrilo y una sal que contiene el metal en cuestión. Se subliman y se obtienen películas delgadas depositadas sobre Ito, vidrio, y mica; se metalizan las películas y se forman los contactos. Por el método de dos puntas y con un electrómetro Keithley obtenemos las resistencias y con un capacitómetro, las capacitancias.

Las resistividades de las películas se encuentran entre  10+2 y 10+3 ohm-cm y utilizando a las películas como dieléctrico, los valores de  las capacitancias observados son de  pocos picofaradios ( ~ 5 pF).

Se concluye que la luz induce fotoconductividad en las películas, las ftalocianina metálicas presentan muy alta resistencia y se parecen más a los aislantes que a los conductores, es muy difícil asegurar un buen contacto entre los electrodos y las películas, es necesario estudiar otras estructuras de las mismas ftalocianinas  para verificar si existe la anisotropía.

 

e-mail: fany@solarium.cs.buap.mx

CMII.23

Cathodoluminescent and Morphological Characteristics of Al2O3: Ce Films Deposited by Spray Pyrolysis Technique

 

Esparza-GarcíaA. E.a, García-HipólitoM.b, Martínez-SánchezE.b and FalconyC.c

aCICATA-IPN, Legaria

Av. Legaria 694, Col. Irrigación 11500, México D.F.,

bInstituto de Investigaciones en Materiales-UNAM,

Coyoacán 04510, México D.F.,

cCentro de Investigación y Estudios Avanzados-IPN, Departamento de Física,

Apdo. Post. 14-740, 07000 México D.F

 

Cerium doped aluminum oxide films were deposited by spray pyrolysis technique using aluminum chloride and aluminum 2,4-pentanedionate as precursors at temperatures up to 500ºC. Room temperature cathodoluminescent and photoluminescence characteristics of Al2O3:Ce films have been studied as a function of the deposition parameters such as doping concentrations and substrate temperature. The emission from Ce-doped films has the spectral characteristics typical of radiative transitions among the electronic energy levels associated with the 3+ ionized state of this ion. Films deposited from aluminum 2,4-pentenedionate show are highly transparent in the visible region of the electromagnetic spectrum, atomic force microscopy measurements indicate that the surface of these films is very flat. The chemical composition of the films as determined by energy dispersive spectroscopy is reported as well.

 

Correspondence author: maga@servidor.unam.mx


CMII.24

Caracterización de Patrones Geométricos de Circuitos  Integrados de Alta Velocidad

 

López Huerta Francisco, Linares Aranda Mónico

Área de Electrónica. Depto. de Microelectrónica

Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica

Apdo. postal 51 y 216, C.P. 72000, Puebla, Pue. México

 

Con la disponibilidad de procesos tecnológicos CMOS submicrométricos y la tendencia cada vez mayor en lograr sistemas multimedia y portátiles, es necesario aprovechar de manera óptima los diferentes niveles de diseño (tecnología de fabricación, patrón geométrico o layout de los dispositivos,  topología de los circuitos, arquitectura de los sistemas y algoritmo de la función a desarrollar) de circuitos integrados (CI’s) para lograr sistemas altamente eficientes. Incidiendo en el aspecto geométrico de los circuitos, en este trabajo se caracterizan diferentes estrategias de construcción de patrones geométricos (layouts) para lograr Productos Potencia-Retardo-Área (PPDA) reducidos, los cuales constituyen la figura de mérito clave de circuitos integrados actuales. Los PPDA son determinados mediante la extracción automática de capacitancias parásitas de circuitos a nivel transistor y su correspondiente comportamiento eléctrico mediante el simulador Hspice.

 

Telefax: (22) 47 05 17, mlinares@inaoep.mx