Ajustar las condiciones de operación de una prensa hidráulica horizontal de fabricación propia para un proceso de doblado en frío a 90°

Hugo Estrada Pimentel HUGO ARCOS GUTIERREZ JOSE ANTONIO BETANCOURT CANTERA Jan Mayén Chaires John Edison García Herrera (2023, [Artículo])

During the cold-bending process, the tooling suffers considerable damage due to excess pressure. This also causes the machines to break down, causing problems in the precision and quality of the metal parts formed. The precision depends on the operating conditions of the press, the tooling employed, and the elastic recovery effect of the material. This study determines the working conditions for a made-in-house horizontal hydraulic press through an experimental design (DOE). This research carried out the V-forming to 90° (ISO 2768-1) of a hot-rolled carbon steel plate, considering pressure, piston permanence time, and recovery factor (Kr). The experimental and statistical analysis ensures accurate forming while the work pressure decreases by 17% and 33%, respectively, regarding the maximum. This reduction will delay the appearance of fatigue damage and have the operating parameters well established; in turn, it will be possible to design tools according to commercial standards.

Durante el proceso de conformado en frío, las herramientas sufren daños considerables debido al exceso de presión. Esto también causa que las máquinas se rompan, causando problemas en la precisión y calidad de las piezas metálicas formadas. La precisión depende de las condiciones de funcionamiento de la prensa, las herramientas empleadas y el efecto elástico de recuperación del material. Este estudio determina las condiciones de trabajo de una prensa hidráulica horizontal fabricado en casa a través de un diseño experimental (DOE). Esta investigación llevó a cabo el conformado en V a 90° (ISO 2768-1) de una placa de acero al carbono laminada en caliente, teniendo en cuenta la presión, el tiempo de permanencia del pistón y el factor de recuperación (Kr). El análisis experimental y estadístico asegura un conformado preciso, mientras que la presión de trabajo disminuyó en un 17% y 33%, respectivamente, con respecto al máximo. Esta reducción retrasará la aparición de daños por fatiga y tendrá los parámetros de funcionamiento bien establecidos; con estos, a su vez, será posible diseñar herramientas de acuerdo con los estándares comerciales.

Authorship acknowledgement: Hugo Estrada: Conceptualization; methodology; validation; writing; revision; project administration; software; investigation; display; draft writing; reviewing and editing. Hugo Arcos: Conceptualization; methodology; validation; writing; revision; simulation; software; reviewing. José A. Betancourt: Supervision; methodology; validation; writing; revision; draft writing: writing reviewing and editing. Jan Mayen: Supervision; methodology; validation; writing; revision; formal analysis.

John E. García: Conceptualization; supervision; methodology; validation; writing; revision; project management; formal analysis, draft writing: writing reviewing and editing.

Cold forming DOE ANOVA Recovery factor (Kr) Factorial analysis 2k Spring back (SB) Conformado en frío Factor de recuperación (Kr) Análisis factorial 2k Recuperación elástica (SB) INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Developing micro-columns of test sockets to enable processor validation signals

Desarrollo de micro-columnas de sockets de pruebas para habilitar señales de validación del procesador

Ulises Encarnación Robles Raúl Pérez Bustamante HUGO ARCOS GUTIERREZ (2023, [Artículo])

Este estudio aborda el desafío de optimizar la interconexión entre procesadores y micro almohadillas de contacto (uADC) durante el proceso de validación. Se busca aprovechar las señales de depuración para medir y diagnosticar interfaces en los procesadores, utilizando un interposer de depuración como interfaz de medición. Las uADCs representan una alternativa para incorporar contactos adicionales en la validación al ocupar un espacio entre las almohadillas del procesador comercial. Sin embargo, su desarrollo enfrenta desafíos tecnológicos como la reducción del área de contacto y la estabilidad de resistencia eléctrica. Para abordar estos desafíos, se propone el uso de un socket de interconexión (SDI) con tecnología de micro columnas de interconexión (uCDI), capaz de cumplir con la conductividad requerida. Los resultados experimentales muestran mediciones de resistividad eléctrica por debajo de cien ohmios, el cual es el valor máximo aceptado dentro del contexto de validación de procesadores. La implementación de las uADC y el uso del SDI con uCDI ofrecen ventajas en el proceso de validación al proporcionar acceso a señales previamente inaccesibles, sentando un precedente para futuras investigaciones en la miniaturización de contactos en productos comerciales.

This study addresses the challenge of optimizing the interconnection between processors and micro contact pads (uADC) during the validation process. The aim is to leverage debug signals to measure and diagnose interfaces in the processors, using a debug interposer as a measurement interface. The uADCs represent an alternative for incorporating additional contacts in validation by occupying a space between commercial processor pads. However, the development of uADCs faces technological challenges such as reducing the contact area and ensuring electrical resistance stability. To address these challenges, the use of an inter-connection socket (SDI) with micro– column interconnect (uCDI) technology, capable of meeting the required conductivity, is proposed. Experimental results demonstrate electrical resistivity measurements below one hundred ohms which is the maximum accepted value within the context of processor validation. The implementation of uADCs and the use of SDI with uCDI offer advantages in the processor validation process by providing access to previously inaccessible signals, setting a precedent for future research in contact miniaturization in commercial products.

Micro almohadillas de contacto Procesador Interposer depuración Sockets de interconexión Micro columnas de interconexión Micro contact pads Processor Debug interposer Interconnect socket Interconnection microcolumns INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Proceso de limpieza de componentes industriales

Cleaning process of industrial components

Omar Annuar Guel Quiroz (2023, [Artículo])

Las condiciones experimentales para poder recuperar componentes críticos para un ensamble de un motor de combustión interna, así como también la validación de pruebas de calidad mediante pruebas milipore que detectan la cantidad y peso de partículas de un componente.Los componentes se recuperaron al pasar por un proceso de limpieza tipo aspersión usando un químico sometido a una presión para retirar los contaminantes del material a salvar si aplicar temperatura al químico.El químico usado en las pruebas tiene características de ser amigable con el medio ambiente para evitar la contaminación una vez que este se encuentre contaminado.

Experimental conditions to recover critical components for an internal combustion engine assembly, as well as the validation of quality tests through millipore tests that detect the quantity and weight of particles of a component.The components were recovered by going through a spray-type cleaning process using a chemical under pressure to remove contaminants from the material to be salvaged without applying temperature to the chemical.The chemical used in the tests has characteristics of being environmentally friendly to avoid contamination once it is contaminated.

Core Proceso Remanufactura Inmersión Aspersión Process Remanufacturing Immersion Spraying INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

El trabajo colaborativo docente para el diseño de proyectos interdisciplinarios en Educación Básica

JOSEMARIA ELIZONDO GARCIA (2022, [Tesis de maestría])

El objetivo que persigue este proyecto es favorecer el trabajo colaborativo entre docentes para el diseño de proyectos interdisciplinarios en Educación Básica mediante el Aprendizaje Basado en Proyectos. Participaron de la intervención cuatro docentes y noventa y ocho alumnos del primer ciclo de la educación escolar básica del Centro Educativo Nueva Esperanza de la ciudad de Asunción, Paraguay. Se llevaron a cabo capacitaciones, se crearon documentos en línea para facilitar el trabajo colaborativo entre docentes, se diseñaron e implementaron actividades de gamificación para el reforzamiento de los aprendizajes y aumento de la motivación de los alumnos, se realizaron evaluaciones del desempeño de los alumnos como del proyecto de intervención. Los resultados demuestran que los docentes fortalecieron sus habilidades y conocimientos, incentivando su desarrollo personal y profesional, por otra parte, los alumnos experimentaron el trabajo en equipo, lo que propició el desarrollo de habilidades como el pensamiento crítico, la comunicación, la colaboración, la toma de decisiones y la selección de estrategias creativas y adecuadas para la solución de problemas.

Maestra en Tecnología Educativa

HUMANIDADES Y CIENCIAS DE LA CONDUCTA PEDAGOGÍA ORGANIZACIÓN Y PLANIFICACIÓN DE LA EDUCACIÓN OTRAS HUMANIDADES Y CIENCIAS DE LA CONDUCTA PEDAGOGÍA OTRAS ESPECIALIDADES PEDAGÓGICAS OTRAS

Síntesis de materiales laminares pilareados con óxidos variables para degradación de contaminantes en fase líquida

Synthesis of pillared laminar materials with variable oxides for degradation of contaminants in liquid phase

Carlos Alfonso Sierra García (2023, [Tesis de maestría])

La fotocatálisis heterogénea es esencial para la degradación exitosa de contaminantes orgánicos en medios líquidos. Este proceso de oxidación avanzada se ha convertido en uno de los más interesantes para el tratamiento de aguas residuales, que contienen compuestos orgánicos nocivos para el medio ambiente, como los colorantes. En este trabajo se evaluó la actividad fotocatalítica de zeolita MCM-22 pilareada con SiO2/TiO2 (también conocida como MCM-36) para la degradación de azul ácido 113, un colorante diazoico utilizado frecuentemente en la industria textil. Las zeolitas MCM-22 se sintetizaron mediante el método hidrotermal, sujetas al proceso de pilareado de SiO2/TiO2 en diferentes relaciones molares modificado con la asistencia de isopropanol junto a una impregnación húmeda de MnO2 (1 y 2%). Se confirmaron las estructuras mesoporosas de las zeolitas mediante los análisis de difracción de rayos X y fisisorción de N2. Los resultados de espectroscopía UV-Vis de reflectancia difusa indicaron la presencia de especies de óxidos de Ti y Mn. En microscopía electrónica de barrido las muestras se observaron de manera panorámica las muestras, mientras que en microscopia electrónica de transmisión se observó la dispersión de las nanopartículas de TiO2, donde se logró ver la distancia interplanar de estas identificando el plano (100) característico de la fase anatasa, así como la estructura laminar y mesoporosa de la MCM-22. Las cantidades de Ti y Mn introducidas a las muestras se obtuvieron mediante el análisis ICP-OES (espectrometría de emisión óptica de plasma de acoplamiento inductivo). Los resultados de degradación fotocatalítica mostraron que el fotocatalizador más activo fue MCM-36 0:1 consiguiendo un 79.64%, seguido del MCM-36 1:10 (42.70%), 1:5 (34.83%) y 1:3 (25.99%). Se observó que la actividad del TiO2 puede ser inhibida por la adición de MnO2, que envenena el catalizador, posiblemente dando lugar a la formación de una heterounión entre el TiO2 y MnO2, formando centros que aceleran la fotorecombinación.

Heterogeneous photocatalysis is essential for the successful degradation of organic contaminants in liquid media. This advanced oxidation process has become one of the most interesting for the treatment of wastewater containing organic compounds harmful to the environment, such as dyes. In this work, the photocatalytic activity of zeolite MCM-22 pillared with SiO2/TiO2 (also known as MCM36) was evaluated for the degradation of acid blue 113, a diazo dye frequently used in the textile industry. MCM-22 zeolites were synthesized by the hydrothermal method, using the SiO2/TiO2 pillaring process in different molar ratios, modified with the assistance of isopropanol together with a wet impregnation of MnO2 (1 and 2 %). The mesoporous structures of the zeolites were confirmed by Xray diffraction and N2 physisorption analyses. Diffuse reflectance UV-Vis spectroscopy results indicated the presence of Ti and Mn oxide species. With scanning electron microscopy, the samples were observed panoramically, while with transmission electron microscopy the dispersion of TiO2 nanoparticles was observed, where it was possible to see their interplanar distance, identifying the (100) plane, characteristic of the anatase phase, as well as the lamellar and mesoporous structure of MCM-22. The amounts of Ti and Mn introduced to the samples were obtained by ICP-OES (Inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy) analysis. The photocatalytic degradation results showed that the most active photocatalyst was MCM-36 0:1 achieving 79.64%, followed by MCM-36 1:10 (42.70%), 1:5 (34.83%) and 1:3 (25.99%). It was observed that the activity of TiO2 can be inhibited by the addition of MnO2, which poisons the catalyst, leading to the formation of a heterojunction between TiO2 and MnO2, forming centers that accelerate photorecombination.

MCM-22, zeolita, fotocatálisis, TiO2, azul ácido 113 MCM-22, zeolite, photocatalysis, TiO2, acid blue 113 INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Evaluation of stimulation conditions for the design of Brain-Computer Interfaces based on visual stimuli.

RUBEN ISAAC CARIÑO ESCOBAR (2023, [Artículo])

https://orcid.org/0000-0003-3377-0813

Brain-computer interfaces (BCIs) have emerged as promising technologies for enabling direct communication and control between the human brain and external devices. The effectiveness and efficiency of BCIs heavily rely on the selection of optimal specificity criteria, which determine the design parameters used to elicit and interpret brain signals. This thesis presents a comprehensive investigation into the selection of specificity criteria for BCIs based on visual Event-Related Potentials (P300) and Steady-State Visual Evoked Potentials (SSVEP).

The study focuses on three main findings. Firstly, it demonstrates the superiority of the Cartoon Face (CF) visual scheme over the Standard Flash (SF) in eliciting a more prominent P300 brain response and achieving better single-trial classification of target elements from non-target elements. Secondly, the investigation reveals that the combination of either the On-Off rectangular (OOR) or sinusoidal (OOS) luminance-modulated visual stimulus, along with the Filter-Bank Canonical Correlation Analysis (FBCCA) as a detection method, yields the best performance for SSVEP-based BCI assessments.

Finally, the research highlights the superiority of the sitting posture over the supine posture in P300 paradigm evaluations. The findings of this research have significant implications for the design and implementation of BCIs. Practitioners and designers are recommended to consider incorporating the Cartoon Face visual scheme as it enhances P300 responses and single-trial classification effectiveness. For SSVEP-based BCIs, the use of OOR or OOS visual stimuli with FBCCA as I the detection method should be prioritized. Moreover, adopting the sitting posture during P300 paradigm assessments can lead to improved BCI performance.

Despite the valuable insights gained, this research acknowledges certain limitations. The selection of specificity criteria may exclude other relevant factors that could impact BCI performance. Additionally, the research methodology and data collection process may have potential biases that can arise if we have preconceived expectations or preferences for certain outcomes.

To address these limitations, future investigations should explore alternative specificity criteria, conduct unbiased data collection and analysis, and evaluate the generalizability of findings in real-world applications.

In conclusion, this thesis provides a comprehensive exploration of specificity criteria for BCIs based on P300 and SSVEP. The identified findings underscore the importance of considering visual stimuli, detection methods, and posture in BCI design. By implementing the recommended specificity criteria and addressing the limitations, practitioners and researchers can advance the development of more effective and reliable BCIs, leading to enhanced user experiences and expanding the potential applications of these transformative technologies.

Doctor of Philosophy in Engineering Sciences

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS

La Funcionalidad Física Arrecifal, indicador de la diversidad funcional en ensamblajes de peces de arrecifes en el Parque Nacional Islas Marietas, Nayarit, México

Reef Physical Functionality, indicator of functional diversity on reef fishes assemblages from Islas Marietas National Park, Nayarit, Mexico

Luis Mario Montalvo Jaramillo (2023, [Tesis de maestría])

La ecología funcional se basa en el uso de rasgos funcionales; características de las especies (morfológicas, fisiológicas, comportamiento) medidas a nivel individual que influencian el rendimiento de una especie, siendo de gran utilidad para determinar cambios dentro del ecosistema. El presente trabajo busca evaluar la funcionalidad física como indicador de disponibilidad de hábitat de peces y su relación con la diversidad funcional. La funcionalidad física del arrecife se evaluó mediante el IFA integrando datos de cobertura coralina, complejidad estructural y tasa de calcificación. La estructura de los ensamblajes de peces se analizó mediante el cálculo de índices de diversidad funcional (riqueza, equitatividad y divergencia) con base en cuatro rasgos funcionales (tamaño corporal, movilidad, tipo de agregación y dieta). La relación entre la diversidad funcional del ensamblaje y el IFA se evaluó mediante un análisis de regresión lineal. El IFA fue influenciado de manera positiva por la presencia Pocilloporidos al generar un mayor aporte a la funcionalidad física (FF) y consecuentemente, una mayor provisión de hábitat. Por el contrario, el IFA disminuyó con la presencia de Porites panamensis debido a su baja tasa de calcificación.La diversidad funcional de los ensamblajes no presentó variaciones temporales, atribuible a una baja variabilidad entre los sitios debido a una alta cercanía, baja variacion batimétrica y alta conectividad. La relación entre el IFA y la riqueza funcional de los ensamblajes se atribuye a que sitios con mayor funcionalidad física otorgan disponibilidad de hábitat y refugio contra la depredación a especies crípticas, de talla pequeña y juveniles; ya que, especies de este tipo se asocian a hoyos similares a su tamaño corporal y la supervivencia de las mismas aumenta en sustratos más complejos.

Functional diversity it’s based on functional traits; characteristics of species (morphological, physiological, behavior) measured at individual level that impact their performance and have great utility to determine changes within the ecosystem. This work aims to evaluate physical functionality as indicator of fish habitat availability and its relationship with functional diversity. The physical functionality of the reef was evaluated using the RFI, integrating data on coral cover, structural complexity, and calcification rate. The structure of the fish assemblages was analyzed by calculating functional diversity index (richness, evenness, and divergence) based on four functional traits (body size, mobility, type of aggregation and diet). The relationship between functional diversity and RFI was evaluated using linear regression analysis. The RFI was influenced on positive way for the presence of Pocilloporids due to the great contribution to physical functionality (PF) creating more habitat availability. For the other hand, the RFI was influenced on negative way for the presence of Porites panamensis due their low calcification rate. The functional diversity of the assemblages did not present temporal variations, attributable to a low variability between the sites due high proximity, low bathymetric variation and high connectivity. The relationship between RFI and the functional richness of the assemblages is attributed to fact that sites with greater physical functionality provide more availability of habitat and refuge against predation to cryptic, small and juvenile species; species of this type are associate with holes similar to their body size and their survival increases in more complex substrates.

Pacífico Méxicano, Índice de Función Arrecifal, Diversidad Funcional, Arrecife Reef, Functional Diversity, Reef Functional Index, Mexican Pacific BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA OTRAS ESPECIALIDADES DE LA BIOLOGÍA OTRAS OTRAS

Funcionalidad física de los arrecifes de coral en el Pacífico mexicano (Bahía de Los Ángeles, Bahía de La Paz, Bahía de Banderas y Bahías de Huatulco

Physical functionality of coral reefs in the mexican Pacific (Bahía de Los Ángeles, Bahía de La Paz, Bahía de Banderas y Bahías de Huatulco)

CLAUDIA REBECA NAVARRETE TORICES (2023, [Tesis de maestría])

Los corales son la base en la estructura y funcionamiento de los arrecifes. Sin embargo, en las últimas décadas, estos ecosistemas han sufrido un deterioro debido a presiones naturales, antrópicas y factores de gran escala como el cambio climático. En general, la cobertura de corales ha disminuido y aunque en algunos casos se ha observado su recuperación, la caracterización de la funcionalidad de la estructura física de los sistemas ha sido escasamente explorada. El presente trabajo evalúa la funcionalidad física de los arrecifes de coral en cuatro áreas a lo largo del Pacífico mexicano, empleando el Índice Funcional Arrecifal (IFA). El IFA considera la tasa de calcificación, la complejidad estructural y la abundancia de las especies de coral de en cada sitio; los valores que el índice puede adquirir varían de cero a uno, son valores cercanos a cero refieren a un arrecife con baja funcionalidad, mientras que los valores cercanos a uno indican un arrecife con alta funcionalidad. La cobertura coralina promedio de las cuatro áreas fue 35.62 ± 15.01%, siendo Bahías de Huatulco (BH) quien presentó la mayor cobertura coralina con 55.61 ± 21.94 %, mientras que Bahía de Los Ángeles (BLA) tuvo la menor cobertura coralina (17.16 ± 0.08 %). El IFA promedio de las áreas fue de 0.54 ± 0.12, y con base en el indicador, BH tuvo una mayor funcionalidad con un IFA de 0.68 ± 0.09, mientras que BLA tuvo una menor funcionalidad (0.34 ± 0.08). Los corales del género Pocillopora fueron los que mayor IFA aportaron en la mayoría de los sitios excepto en BLA que es representada por Porites panamensis. El coral con mayor coeficiente funcional (CF) fue Pocillopora grandis con 0.81, perteneciente a Bahía de Banderas (BB) y por ende fue el coral que mayor contribuyó al IFA en el área. El valor del IFA de 0.68 a lo largo del Pacífico mexicano, nos indica que tiene una alta complejidad estructural, debido a la forma de los corales Pocillopora que son clave para la permanencia de los arrecifes del área.

Corals are the basis for the structure and functioning of reefs. However, in recent decades, these ecosystems have suffered deterioration due to natural and anthropogenic pressures and large-scale factors such as climate change. In general, coral cover has decreased and although in some cases their recovery has been observed, the characterization of the functionality of the physical structure of the systems has been barely explored. This study evaluates the physical functionality of coral reefs in four areas along the Mexican Pacific, using the Reef Functional Index (IFA). The IFA considers the calcification rate, structural complexity, and abundance of coral species at each site; The values that the index can acquire vary from zero to one, values close to zero refer to a reef with low functionality, while values close to one indicate a reef with high functionality. The average coral cover of the four areas was 35.62 ± 15.01%, with Bahías de Huatulco (BH) having the highest coral cover with 55.61 ± 21.94%, while Bahía de Los Ángeles (BLA) had the lowest coral cover (17.16 ± 0.08%). The average IFA of the areas was 0.54 ± 0.12, and based on the indicator, BH had higher functionality with an IFA of 0.68 ± 0.09, while BLA had lower functionality (0.34 ± 0.08). Corals of the genus Pocillopora were the ones that contributed the highest IFA in most of the sites except in BLA, which is represented by Porites panamensis. The coral with the highest functional coefficient (CF) was Pocillopora grandis with 0.81, belonging to Bahía de Banderas (BB) and therefore was the coral that contributed the greatest to the IFA in the area. The IFA value of 0.68 along the Mexican Pacific indicates that it has a high structural complexity, due to the shape of the Pocillopora corals that are key to the permanence of the reefs in the area.

Corales, Pocillopora, Índice de función arrecifal, Pacífico mexicano Corals, Pocillopora, mexican Pacific, Reef Functional Index BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA OTRAS ESPECIALIDADES DE LA BIOLOGÍA OTRAS OTRAS

Ingeniería de defectos aplicada a nanoestructuras de carbono mediante dopaje con heteroatomos de N y S para su uso como cátodos en baterías Zn-Aire

Omar Alexis De la Fuente Valerio (2022, [Tesis de maestría])

En la actualidad la búsqueda por materiales económicos, amigables con el ambiente y funcionales para su aplicación como electrodos de aire de las baterías Zn-aire (ZABs) es uno de los temas de gran interés, principalmente debido a la creciente demanda energética a nivel global y la necesidad de generar baterías a través de materiales que permitan su producción a mayor escala. En general, las ZABs están formadas por un ánodo de Zn metálico, un electrolito que puede ser acuoso o no acuoso y un electro de aire a base de carbón, el cual puede contener al electrocatalizador, típicamente a base de metales nobles como el platino y el iridio. En los últimos tiempos se ha tenido mucho interés en desarrollar alternativas que reemplacen el uso de metales nobles, se pueden encontrar reportes de materiales base carbón dopado con heteroátomos metálicos y no metálicos como el nitrógeno, azufre y fosforo, o bien óxidos metálicos, hidróxidos dobles laminar, entre otros. En el presente documento se presenta la metodología desarrollada para la obtención de los nanotubos de carbono, y del material compuesto (nanotubos de carbono-grafeno) dopados con N y S, con el objetivo de aumentar la actividad electrocatalítica del material. Los dopajes con nitrógeno se realizaron haciendo uso de urea, y diciandiamida como agentes dopantes, mientras que, para los dopajes de nitrógeno y azufre, se usó tiocianato de amonio, tiourea, y mezclas de tiocianato de amonio con urea y tiourea con urea. Los materiales resultantes del dopaje fueron sometidos a una serie de caracterizaciones fisicoquímicas y electroquímicas con la finalidad de conocer las propiedades de estos, posteriormente se compararán sus actividades en una batería Zn-Aire prototipo. De los resultados se observó la actividad catalítica hacia la reacción de reducción del oxigeno (ORR, por sus siglas en inglés) del material mejoró en gran medida, siendo la mezcla de precursores con contenido de N y S los que brindaron los valores más cercanos a un catalizador de referencia con una tendencia a la ORR por vía 4e- como lo es para el Pt/C.

Nanoestructuras INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Synthesis of Ferroelectric and Multiferroics Thin films of BiMnO3/ SrTiO3 and Structural, Piezoelectric, Magnetic, Optical, and Mechanical Properties Characterization

Glory Valentine Umoh (2022, [Tesis de doctorado])

Multiferroic characteristics of BiMnO3 thin films offer great prospects to explore, either

in terms of ferroelectricity, ferromagnetism, or ferroelasticity. Ferroelectric and

ferromagnetic materials can be used in data storage due to their electrical and magnetic

properties. Ferroelastic can find its application in microelectromechanical systems

devices. This dissertation focused on the synthesis, characterization, and improvement of

the multiferroic properties of polycrystalline BiMnO3 thin films as well as the elaboration

influence of Cu on the magnetism of BiMnO3 thin films. BiMnO3 films were grown on

three different substrates, Si (001), Pt-buffered Si (001), Nb-doped SrTiO3 (100), and also

doped with different amounts of Cu. The films were characterized using techniques such

as X-Ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), HRTEM

observations, by energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), atomic force microscopy

(AFM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Raman spectroscopy, Visible-near-IR

spectroscopy (Vis-NIR), electron energy loss spectrometer (EELS), nanoindenter,

superconductor quantum interference device (SQUID) magnetometer, and finally, the

polarization-electric field (P-E) hysteresis loops of the BiMnO3 thin films were conducted

at 200 and 300 K. There are several studies on the growth of thin films, however, they are

not clear and in some cases contradictory, therefore, different parameters were controlled

during the deposition in terms of working pressure, RF power, substrate, deposition

10

temperature, and target to substrate distance. After deposition ex-situ thermal treatment

was carried out in order to compensate for the volatility of bismuth and also to eliminate

secondary phase.

Kramer’s–Krӧnig analysis was used to determine bandgap, via a polynomial fit in the

energy loss function (ELF) plot with an Eg = 1.63 eV, complex dielectric function, and

static dielectric constant, ε* = 4.68 of the grown BiMnO3 thin films. The reflection

coefficient Ґl of the BiMnO3 thin films was used to elucidate the reflection loss in the

BiMnO3 thin films. XPS analysis revealed the existence of Mn charge transition of 3+

and 4+ states. Resistivity result describes BIMnO3 as a semiconductor. The

nanomechanical characterization demonstrated that the region of penetration depth was

below 10% of BiMnO3 film thickness. Young's modulus (E), hardness (H), and Stiffness

(S) were measured to be 142 ± 3 GPa, 8 ± 0.2 GPa, and 44072 ± 45 N/m respec

SÍNTESIS DE MATERIALES Materiales Multiferroicos CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA OTRAS ESPECIALIDADES FÍSICAS OTRAS OTRAS