Tesis de Física Aplicada

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https://repositorio.unjbg.edu.pe/handle/20.500.12510/3155

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Browsing Tesis de Física Aplicada by Author "Mamani Flores, Efracio"

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    Determinación de propiedades estructurales, ópticas y electrónicas de la ferrita de bismuto (BiFeO3) vía teoría del funcional de la densidad (DFT), para aplicaciones en celdas solares
    (Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, 2024) Condori Quispe, Alicia Graciela; Mamani Flores, Efracio
    El objetivo de la tesis, es estudiar el material Ferrita de Bismuto (BiFeO3), través de la determinación de las propiedades estructurales, ópticas y electrónicas a través de cálculos de primeros principios apoyados en la Teoría Funcional de la Densidad (DFT). Se estudian la estructura cúbica y ombohedral de la BiFeO3 con los funcionales PBE (Perdew-Burke-Emzerhoy), DA (Aproximación de Densidad Local), y el método DFT+U. El proceso se ealiza mediante el uso del paquete Quantum Espresso. Se inicia con la eterminación de la energía de corte para el número de ondas planas y la malla e puntos-k adecuadas para garantizar precisión y menor costo computacional. e ha realizado la optimización de los parámetros de red a través de dos étodos, el método geométrico y el método de relajación estructural para mbas estructuras con los funcionales PBE y LDA. Se calculó la densidad total e estados (DOS) y la densidad parcial de estados (PDOS), así como la structura de bandas, obteniéndose los valores del Band Gap para las structuras cúbica y rombohedral. Con el cálculo de estos parámetros se eterminaron las propiedades estructurales, ópticas y electrónicas de la BiFeO3 ermitiendo explorar su idoneidad para aplicaciones en celdas solares.
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    Diseño, construcción y caracterización de un destilador solar tubular para desalinizar agua de mar
    (Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, 2012) Mamani Flores, Efracio; Polo Bravo, Carlos Armando
    El Destilador Solar Tubular (DST) fue diseñado y evaluado en el Centro de Energías Renovables de Tacna (CERT) de la UNJBG, Tacna, PERÚ. El trabajo se ejecutó a una escala piloto, con el fin de investigar el comportamiento y características del destilador y del agua destilada, respectivamente, bajo condiciones de irradiancia solar global de la ciudad de Tacna. Se empleó agua de mar para evaluar en el DST, se realizaron mediciones del volumen de agua destilada, temperaturas, irradiancia solar global y calidad de agua destilada, antes y después de la evaluación. Los resultados obtenidos experimentalmente indican una buena cantidad aceptable de agua destilada por el método DST, obteniéndose un volumen medio de 2,5 l/ m² ; con un máximo volumen de 3,6 l/m² día y un mínimo de 0,93 l/ m² día. El destilador solar tubular (DST) tiene una eficiencia de 47% en términos de procesamiento de agua destilada.
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    Estudio teórico de las propiedades estructurales, electrónicas y termoeléctricas del SnSe2 en su forma bulk y monocapa empleando DFT y teoría de transporte de Boltzmann
    (Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, 2024) Ramirez Rivera, Victor José; Mamani Flores, Efracio
    En esta investigación se analizaron las propiedades estructurales, electrónicas y termoeléctricas del SnSe2 en su forma bulk y monocapa utilizando la teoría del funcional de la densidad (DFT) y la teoría de transporte de Boltzmann (BTT). Los resultados obtenidos coincidieron con datos experimentales y teóricos previos. Según los cálculos DFT, tanto el SnSe2 bulk como la monocapa son dinámicamente estables, sin frecuencias imaginarias, indicando estabilidad estructural. Los parámetros de red fueron 3,85 A y 3,84 A, respectivamente, con un error menor al 3,5% respecto a datos experimentales. Para las propiedades electrónicas, se obtuvieron bandas prohibidas de 1,07 eV y 1,78 eV, respectivamente, con un error menor al 3% al utilizar funcionales híbridos. Se destacó la dominancia de los orbitales p del selenio y la contribución relevante de los orbitales s del estaño en las bandas de valencia y conducción. En cuanto a las propiedades termoeléctricas, se usó la teoría de transporte de Boltzmann para simular la conductividad y las propiedades electrónicas. La conductividad térmica fue de 8,85 Wm−1K−1 para el SnSe2 bulk y 2,59 Wm−1K−1 para la monocapa, indicando un efecto espesor notable al cambiar de un sistema tridimensional a bidimensional. La figura de mérito máxima ZT fue de 1,83 para la forma bulk y de 2,56 para la monocapa de SnSe2, sugiriendo que la monocapa tiene potencial para aplicaciones termoeléctricas.
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    Evaluación de compuestos de BiFeO3–ZnO en la fotocatálisis de rodamina B
    (Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, 2024) Cancho Ochoa, Moises Fernando; Mamani Flores, Efracio
    En esta tesis, se estudió la absorbancia, así como también propiedades morfológicas y estructurales de compuestos de ferrita de bismuto y óxido de zinc mediante técnicas de espectroscopía UV-Vis, microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X. Se determinaron los anchos de banda de los compuestos, los cuales se encuentran en el rango de 2,023 eV a 3,132 eV, correspondiente al espectro UV cercano, lo que sugiere su potencial para la fotocatálisis bajo irradiación solar. Se evaluó la actividad fotocatalítica de cada compuesto, siendo el óxido de zinc (M5) el más eficiente, con una tasa de 0,0227 min-1, mientras que los demás compuestos exhibían una menor actividad fotocatalítica. Se concluye que el óxido de zinc es el compuesto más eficiente para la fotocatálisis en comparación con la ferrita de bismuto y los compuestos obtenidos a partir de su combinación.
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    Heteroestructuras de GeS y GeSe: estudio de propiedades estructurales, electrónicas y termoeléctricas mediante la teoría del funcional de la densidad y teoría de transporte de Boltzmann
    (Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, 2024) Mamani Gonzalo, Fredy; Mamani Flores, Efracio
    En esta tesis, se estudiaron las propiedades estructurales, electrónicas y termoeléctricas de las heteroestructuras basadas en GeS y GeSe, utilizando cálculos de primeros principios basados en la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) y la Teoría de Transporte de Boltzmann (BTT) empleando métodos avanzados de simulación. En la primera etapa de la investigación, se evaluaron las propiedades estructurales, tales como los parámetros de celda, longitud, ángulo y energía de enlace. De igual manera, las curvas de dispersión de fonones proporcionaron información sobre su estabilidad estructural y dinámica de la red. Continuando con el estudio, se emplearon tanto el funcional PBE, como el funcional hibrido HSE06, para determinar con mayor precisión las propiedades electrónicas de los materiales. El análisis de la estructura de bandas para la heteroestructura GeS/GeSe XX indica una banda prohibida de 1,83 eV y 1,86 eV para la configuración XY. Los valores de la banda prohibida son primordiales para alcanzar un buen rendimiento termoeléctrico en estos materiales. En última instancia, se evaluaron las propiedades de transporte electrónico y térmico utilizando la Teoría de Transporte de Boltzmann, este análisis permitió calcular la figura de mérito ZT. Los valores maximos de ZT alcanzados a 800 K fueron notablemente elevados: 0,90 para GeS/GeSe XX y 1,01 para GeS/GeSe XY, superando el umbral ZT>1 requerido para aplicaciones termoelectricas prácticas y eficaces.
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    Síntesis y determinación de propiedades estructurales y ópticas de ferrita de bismuto (BiFeO3)
    (Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, 2023) Cordova Mamani, Nilton Reymundo; Mamani Flores, Efracio
    El presente trabajo de investigación tiene como objetivo sintetizar por el método Sol-gel y determinar sus propiedades microestructurales y ópticas de la ferrita de bismuto (BiFeO3). En el proceso se utilizarón 4 precursores principales los cuales fueron Nitrato de Bismuto, Nitrato de Fierro, Ácido nítrico, Ácido Cítrico y para remover las impuras se usó Ácido Acético, el cual se sometió a una temperatura de 700°C y luego se caracterizó a través de la técnica de difracción de Rayos X, se determinaron los parámetros de red según el refinamiento Rietveld utlizando el programa Maud, así mismo se obtuvo el material semiconductor con estructura de tipo perovskita romboédrica y grupo espacial R3c, adicionalmente con el método de Williamson - Hall se determinó el tamaño del cristalito equivalente a 143.52nm. Por otro lado la técnica de espectroscopia de reflectancia difusa, el cual se observó que en la fase hexagonal la ferrita de bismuto (BiFeO3) presenta absorción en la región de la luz visible a temperatura ambiente hasta los 500 nm, aplicando la función de remisión de Kubelka-Munk se obtuvo una banda prohibida de Eg = 2,1 eV, cual indica que el material obtenido es un buen semiconductor, con posibles aplicaciones a fotocatalización y equipos optoelectrónicos e inclusive en la farmacia como son los bloqueadores solares. El valor la Band Gap presenta una mejora respecto a lo reportado por otros autores el BiFeO3 polvos.