3.10 Tesis doctorado
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Browsing 3.10 Tesis doctorado by browse.metadata.categoria "Ingeniería"
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- ItemEfecto de un plasma de radiofrecuencia dual sobre la dinámica y composición en la deposición por láser pulsado(2021) Escalona Álvarez, Miguel Benito; Bhuyan, Heman; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de FísicaEn este trabajo se presentan los resultados obtenidos al combinar un sistema convencional de deposición por láser pulsado con un plasma de radiofrecuencia (RF) dual. El sistema fue utilizado para estudiar los efectos del plasma RF sobre la dinámica y composición del plasma producido por láser. Además, el sistema se utilizó para depositar películas delgadas de nitruro de titanio (TiN) y estudiar la factibilidad de obtener un control sobre el nitrógeno incorporado en el material. Mediante el análisis del plasma se evidencia que el sistema dual mejora la reactividad del plasma de nitrógeno, así como su temperatura y tasa de ionización. La temperatura y densidad alcanzadas estuvieron en un rango de 0.8 – 2.0 eV y 10^17 – 10^18 cm-3, respectivamente. Por otro lado, mediante la caracterización del TiN se observó mejoras significativas en la tasa de deposición y en la incorporación de nitrógeno en la película. Además, se observó cambios en su rugosidad y orientación cristalina, los cuales están asociados a la energía y el flujo de los iones que impactan en la superficie del sustrato. Los resultados obtenidos sugieren que la técnica desarrollada tiene un gran potencial para depositar materiales compuestos manteniendo un control en su composición y en sus propiedades.
- ItemFotodetección mediante interferometría y sintonización termomecánica de láseres.(2017) Godoy Montecinos, Sergio Juan Pablo; Wallentowitz, Sascha; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de FísicaEsta tesis esta constituida por trabajos que se pueden agrupar en dos partes. La primera es sobre usos de un montaje homodino para hacer interferometría óptica, donde se presenta una medición de anticorrelaciones entre las fotodetecciones de las salidas de un separador de haces con reflexiones internas, utilizando una fuente de luz de estado coherente, y trabajos sobre como obtener la fotoestadística de una señal óptica utilizando un sistema homodino de interferometría. En la segunda parte se presenta la construcción de un láser de cavidad externa cuya frecuencia es sintonizable por medio de un control de temperatura.
- ItemParametrización y aplicación de un potencial de muchos cuerpos y transferencia de carga para Fe y FeF2(2017) Tangarife Franco, Edwin; Mejía López, José Félix; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de FísicaLas simulaciones computacionales a nivel atómico juegan un papel importante en el desarrollo, diseño y optimización de materiales, así como en la comprensión de sus propiedades estructurales, físicas y químicas. Los mejores enfoques que actualmente existen para describir las interacciones atómicas se basan en las descripciones mecánico-cuánticas, pero son computacionalmente muy costosas y su aplicación generalmente se limita a situaciones en las que el número de átomos es pequeño. Para estudiar sistemas de mayor tamaño se utilizan descripciones empíricas como el potencial COMB (carga optimizada de muchos cuerpos) que describe la interacción de átomos cargados, tomando en cuenta la posible transferencia de carga. Esto es importante principalmente en el estudio de sistemas iónicos, como los óxidos y los halogenuros, cuando se quiere investigar sus notables propiedades como catalizadores, disolventes, refrigerantes, etc. En el caso particular del Fluoruro de Hierro (FeF2), un sistema iónico antiferromagnético, ha sido usado también para la investigación básica del fenómeno de exchange bias en acoplamiento con un ferromagneto como el hierro (Fe). Este fenómeno depende fuertemente de la estructura geométrica y magnética de la interfaz generada en el acoplamiento del FeF2 y el Fe, cuya información no es fácil de obtener desde medidas experimentales. A nivel atómico este acoplamiento puede modificar la distribución de carga de las superficies de cada uno de los materiales en contacto, así como también podría tener migración de átomos de la superficie Fe a la superficie de FeF2, generando una magnetización no compensada que es necesaria para obtener el efecto de anisotropía unidireccional responsable del fenómeno de exchange bias. Por lo tanto, para simular estos sistemas a través de Monte Carlo o simulaciones de dinámica molecular, es importante considerar la transferencia de carga en el potencial de interacción utilizado para describir el sistema. En este trabajo se propone una parametrización para el potencial COMB, aplicados a sistemas compuestos por Fluoruro de Hierro y Hierro metálico (FeF2/Fe). El potencial empírico toma en cuenta los efectos de la transferencia de carga y las interacciones de muchos cuerpos dependientes del ambiente químico local que experimentan los átomos. El potencial es parametrizado pormedio de propiedades experimentales reportadas y/o calculadas desde primeros principios de las fases estables para Fe y FeF2 como: energía de disociación para moléculas de Fluor neutra F2 e ionizada F2−1, parámetros de red para el estado fundamental Fe y FeF2 y constantes elásticas. Esta parametrización es probada con simulaciones de dinámica molecular sobre estructuras macroscópicas cristalinas, superficies, nanopartículas y agregados atómicos. Principalmente se realiza un detallado estudio de la interfaz de FeF2/Fe, mostrando que existe difusión atómica desde el material antiferromagnético (FeF2) hacia el material ferromagnético (Fe). El tamaño de la interfaz obtenida es de 1.4 nm y se observa una fase amorfa que es activada por el proceso de disminución de la temperatura desde 1500K hasta 10K.
- ItemTransporte eléctrico en arreglos de nanotubos de carbono de baja cristalinidad y su utilización en dispositivos para sensado de gases(2021) Adrián Formas, Alvaro Rodrigo; Hevia, Samuel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Instituto de FísicaEste trabajo de investigación presenta el estudio de mecanismos de transporte eléctrico en nanotubos de carbono de baja cristalinidad (LC-CNTs). Estos fueron sintetizados mediante depósito químico en fase vapor sin catalizador, utilizando una membrana autosoportada de alúmina nanoporosa como plantilla. Se proponen dos mecanismos de transporte eléctrico para explicar la conductancia eléctrica observada entre 10 K y 300 K. El mecanismo Hopping de rango variable domina en los LC-CNTs de ancho de pared menor a 0,45 nm, mientras que el mecanismo de Bloch-Grüneisen domina en los LC-CNTs de pared más gruesa (10 nm). Los LC-NTs de ancho de pared intermedio presentan ambos mecanismos coexistiendo en paralelo. Se concluyó que el ancho de la pared determina el parámetro de decaimiento espacial de los estados electrónicos, los cuales están completamente localizados en paredes delgadas y se extienden a medida que las paredes son mas anchas. Se evaluó el desempeño de estas nanoestructuras como sensores de gases resistivos. Se observó una fuerte dependencia de la respuesta resistiva al ancho de pared de los LC-CNTs. Las respuestas máximas obtenidas fueron de alrededor del 6% para C2H2 y 3% para H2 para una concentración de 50000 ppm.
- ItemWeak value amplification in an optomechanical system with mach-zehnder interferometer(2021) Carrasco Novoa, Sergio; Orszag Posa, Miguel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Instituto de FísicaIn this work an optomechanical system inside a Mach-Zehnder interferometer is studied from the perspective of the weak value amplification effect. The optomechanical system consists of a Fabry-Perot cavity with a moving mirror in the middle. Single photons are post-selected in the detector in one of the output ports of the interferometer (dark port), which allows to enlarge the displacement caused by a single photon over the moving mirror of the cavity. Since the interaction between a single photon and the mirror is weak, the amplification factor of the displacement corresponds to a weak value. By making the initial and final states of the photon quasi-orthogonal, the weak value becomes large and the radiation pressure force exerted by the photon is increased, making a single photon behave as ``many photons'' will do. The amplification effect comes, however, at the cost of the lost of data. The usefulness of weak values for parameter estimation in our setup is analysed from the perspective of the Fisher information. Although the precision of the estimation does not change either by using weak values or by implementing measurements that do not rely on post-selection, in the first scenario all the information can be put in a small amount of post-selected events, which is a verification of a well known general result in the existing literature on the subject.