Silicio amorfo

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Elaboración de celdas solares de silicio amorfo hidrogenado, para el aprovechamiento de la Energía Solar

Elaboración de celdas solares de silicio amorfo hidrogenado, para el aprovechamiento de la Energía Solar

Por otra parte, el silicio amorfo presenta problemas para el dopaje con materiales tipo p o n, ya que al introducirlos en la red, ésta se reajusta para satisfacer las necesidades de enlace de las impurezas. Para paliar en parte estos problemas se añade al material una cierta cantidad de hidrógeno, cuyos átomos rellenan muchos de sus defectos y reducen la densidad de estados en el GAP, cuya anchura depende, en cierta medida, de la cantidad de hidrógeno añadida. A la vez, el hidrógeno hace posible que el dopaje proporcione materiales tipo p o n. En cualquier caso, en las regiones p o n obtenidas la vida media de los portadores de carga es reducida, habiéndose optado por dar a éstas zonas un espesor muy reducido y además, introducir entre ambas una zona de carácter intrínseco muy ancha, con lo que se establece una unión p-i- n y una región de carga de espacio también muy ancha en la que se absorben la totalidad de los fotones de la luz incidente, siendo el silicio amorfo un semi- conductor directo. El empleo de capas de pasivación en la cara expuesta a la luz, que ahora suele ser la p, y la fabricación de celdas con dos uniones p-i-n superpuestas, ha permitido alcanzar eficiencias de conversión del orden del 13%.

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Desarrollo y caracterización de dispositivos P-I-N de Silicio Amorfo depositados por PECVD

Desarrollo y caracterización de dispositivos P-I-N de Silicio Amorfo depositados por PECVD

La validez del m´ etodo ha sido probada en m´ ultiples trabajos de investigaci´ on, as´ı como en el grupo de dispositivos de silicio depositado del CIEMAT durante muchos a˜ nos [8][41]. No obstante, no satisfechos con esto, la fiabilidad del m´ etodo fue corroborada para una peque˜ na selecci´ on de muestras de silicio amorfo. En concreto, los resultados proporcionados por GRAFO para estas l´ aminas semiconductoras, fueron comparados con aquellos extra´ıdos a partir del algoritmo de minimizaci´ on sin restricciones propuesto por Birgin et al. para el c´ alculo de par´ ametros ´ opticos [42][43]. Este nuevo procedimiento, no requiere de valores iniciales de las constantes ´ opticas, solamente emplea la curva de transmitancia experimental, y adem´ as es capaz de proporcionar una ´ unica soluci´ on sin la intervenci´ on del usuario.

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Elaboración y caracterización de celdas solares de unión pn en base a películas semiconductoras de silicio amorfo a-Si:h y sulfuro de cadmio

Elaboración y caracterización de celdas solares de unión pn en base a películas semiconductoras de silicio amorfo a-Si:h y sulfuro de cadmio

A pesar que en las referencias del a-Si:H hay una posibilidad en la referencia [5] para identificarlo como una manifestación en el silicio amorfo hidrogenado, el carácter altamente constructivo de esta contribución en la eficiencia nos in­ clina a decir que ésta tiene que producirse en el campo proporcionado por CdS/TO. Ahora en CdS hay una referencia en [29] para un nivel de entrampa­ miento de 0.73eV desde la banda de valencia, por lo cual, tenemos aquí la manifestación del complemento l.65eV desde la banda de conducción.

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Diseño de una planta de procesamiento de cascarilla de arroz para la producción de óxido de silicio amorfo y energía eléctrica

Diseño de una planta de procesamiento de cascarilla de arroz para la producción de óxido de silicio amorfo y energía eléctrica

El diseño de una planta de gasificación empleando cascarilla y producción de óxido de sílice amorfo permitirá analizar económicamente la prefactibilidad del proyecto. En caso de ser viable, podría ser el punto de partida para la implementación de plantas piloto en las zonas de mayor producción de la gramínea. El aprovechamiento energético con la gasificación de la cascarilla para la producción de energía eléctrica, conjuntamente con la utilización de las cenizas para producir óxido de silicio amorfo de interés comercial, daría a estos residuos una alternativa de disposición diferente, que reduzca el impacto ambiental y genere nuevas fuentes de ingresos para la industria arrocera.

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En nuestra institución se dispone de dos acele- radores Clinac 21EX (Varian Medical Systems, Palo Alto, California) dotados de sendos dispositivos Portal Vision de silicio amorfo, modelo aS1000, con licencia high resolution para alta resolución, lo que permite un tamaño de píxel en isocentro de 0,391 mm. La energía utilizada para IMRT es siempre 6 MV.

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Estudio de termoluminiscencia ópticamente estimulada con radiación UV en películas de SRO fabricadas por el método LPCVD para el desarrollo de dosímetros

Estudio de termoluminiscencia ópticamente estimulada con radiación UV en películas de SRO fabricadas por el método LPCVD para el desarrollo de dosímetros

3 capítulo 2. La fotoluminiscencia en silicio amorfo se ha reportado desde la década de los 90´s [8], mientras que estudios de cátodoluminiscencia han demostrado la dependencia del exceso de silicio y los tratamientos térmicos con la luminiscencia de este material [9]. El mecanismo básico de termoluminiscencia (TL) se explica en este mismo capítulo y actualmente se estudia sobre los fenómenos luminiscentes que ocurren durante la TL en el SRO. En el capítulo 3 se explican más a fondo las características del SRO, desde las técnicas de fabricación utilizadas hasta la determinación de los contenidos químicos. Más adelante se presentan características reportadas en [1, 5, 8, 9, 10], y muestran los parámetros ópticos y eléctricos del SRO, es decir, sus curvas características de transmitancia, reflectancia, energía de banda prohibida (band gap), entre otros, que se han determinado para diferentes excesos de silicio y tratamientos térmicos. También se presentan sus características morfológicas en el capítulo 3, imágenes de microscopía de fuerza atómica o AFM (Atomic Force Microscopy) y de microscopía de transmisión electrónica o TEM (Transmission Electron Microscopy), revelan la presencia de nanocristales embebidos en el SRO. Se explican técnicas espectroscópicas que revelan información del contenido químico de las películas. En el capítulo 4 se presenta el desarrollo experimental llevado a cabo para el estudio de la termoluminiscencia óptica y eléctricamente inducida, se explica la operación del equipo TL/OSL DA-15 de Riso National Laboratory, Dinamarca. En el capítulo 5 se discute la obtención de resultados, en donde se analizan las curvas de brillo de TL para las muestras de SRO con diferentes razones de flujo (Ro=10, 20 y 30) y tratados térmicamente a 60 min.

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Estudio y caracterización de dieléctricos a base de óxidos y nitruros para su aplicación en capacitores de película delgada

Estudio y caracterización de dieléctricos a base de óxidos y nitruros para su aplicación en capacitores de película delgada

La electrónica flexible es una oportunidad para generar circuitos electrónicos que nos permitan tener una mejor calidad de vida al desarrollar aplicaciones menos frágiles y que se puedan acondicionar sobre cualquier tipo de superficie. Además, al desarrollar la electrónica sobre sustratos plásticos, se disminuye el consumo de obleas de Silicio. Este punto es de gran importancia, ya que la producción de obleas de Silicio constituye el principal costo de cualquier tecnología desarrollada a base de Silicio, como por ejemplo: celdas solares y circuitos electrónicos.

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Proyecto paisaje amorfo: biblioteca y núcleo cultural (BICU)

Proyecto paisaje amorfo: biblioteca y núcleo cultural (BICU)

A partir de estas condiciones se planteó un método concurrente, diseñado por medio de figuras geométricas que se adaptaran con mayor facilidad al terreno y al concepto de unión comunal. Logrando que la implantación congenie con el entorno por medio de 3 estrategias; hacer un sendero a lado del cuerpo hídrico, generar una zona residencial urbana común y crear edificios de vivienda de interés social. Una de las cualidades que crea el proyecto paisaje amorfo es la unión de las clases sociales en un punto de encuentro que se desarrolla en el urbanismo de la vivienda, generando tres actividades, pasiva, recreativa y deportiva. Con esto hacemos que la comunidad cree una unión con los demás.

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Películas delgadas de seleniuro de plata y antimonio por medio de la combinación de baño químico y evaporación térmica para aplicaciones fotovoltaicas.

Películas delgadas de seleniuro de plata y antimonio por medio de la combinación de baño químico y evaporación térmica para aplicaciones fotovoltaicas.

Los semiconductores tipo “n” se caracterizan por poseer un exceso de cargas negativas (electrones), estos se forman cuando un elemento con “n” electrones de valencia es dopado con un elemento con “n+1” electrones de valencia, quedando una carga negativa libre. El caso más común es el del silicio, este posee 4 electrones de valencia los cuales forman enlaces covalentes con otros 4 átomos de silicio. Si el silicio se dopa con materiales del Grupo VA de la tabla periódica, como los son el Fósforo, Arsénico, Antimonio, quedará un electrón extra debido a que solo 4 de los 5 electrones del elemento dopante participan en la formación de enlaces. Este electrón quedará unido muy débilmente al elemento dopante, solo por fuerzas de atracción electrostáticas, del orden de 0.01 eV, por lo tanto, es muy fácil de remover del átomo dopante quedar como un electrón libre [5].

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Material de apoyo Semiconductores  Tema  1

Material de apoyo Semiconductores Tema 1

Como se ha dicho, un átomo neutro de silicio, por si solo, tiene 4 electrones en su capa de valencia. Cuando se une un número de átomos de silicio, cada átomo tiene 8 electrones en su capa de valencia. Una unión que resulta en unos átomos con 8 electrones en sus capas de valencia se denomina unión perfecta. La unión perfecta es muy difícil de romper por que los electrones están fuertemente asegurados a sus órbitas.

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Caracterización de un material compuesto de matriz aleación de aluminio silicio reforzada con partículas de carburo de silicio

Caracterización de un material compuesto de matriz aleación de aluminio silicio reforzada con partículas de carburo de silicio

En la actualidad los procesos de fabricación para obtener un MCMM son por medio vía sólida como pulvimetalurgia o unión por difusión; estado líquido o semisólido como stir casting, rheocasting, compocasting, infiltración de preformas; procesos in situ y procesos vía atomización. Sin embargo, estos procesos de producción industrial a pesar de su desarrollo no pueden competir aún con procesos de fabricación en serie de partes y elementos mecánicos que utilizan aleaciones tradicionales como las de Al, Mg o Fe, debido a que su fabricación si en algunos casos es costosa en otros es compleja. Los procesos de fabricación de MCMM en estado líquido en el que se funde una aleación y se adiciona partículas cerámicas mediante agitación mecánica, son utilizados especialmente a nivel de laboratorio por ser uno de los procesos más económicos y viables. Sin embargo, su utilización en un futuro para la producción en masa es promisoria. En el país no se conoce si se está aprovechando o utilizando elementos fabricados con MCMM, también se desconoce si a nivel nacional industrias como las de fundición o las de productos manufacturados, realizan algún tipo de investigaciones sobre estos materiales. Por esta razón, la caracterización de un material compuesto de matriz aleación de aluminio-silicio reforzada con partículas de carburo de silicio será un aporte tanto para las industrias fundidoras del país como para al mejoramiento de las propiedades de las aleaciones Al-Si que son requeridas en industrias automotrices, aeroespaciales u otras.

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Efecto del Silicio en la Micromorfología de Plantas de Tomate (Solanum Iycopersicum L.) Inoculadas con Fusarium oxisporum f. so. Iycopersici

Efecto del Silicio en la Micromorfología de Plantas de Tomate (Solanum Iycopersicum L.) Inoculadas con Fusarium oxisporum f. so. Iycopersici

Una explicación del porqué en el tallo no se observó un efecto de los tratamientos, quizá esté relacionado con el patrón de colonización del patógeno, ya que inicia en la raíz, avanza hacia la endodermis y finalmente penetra los tejidos vasculares, en este caso el efecto de Fusarium fue principalmente en las raíces al observarse una reducción del área de los vasos, evitando con ello el avance del patógeno a otros órganos de la planta, afectando lo menos posible las estructuras vasculares del tallo. En la Figura 17 se muestran las microfotografías de los vasos de xilema en raíz de plantas de tomate inoculadas con F. oxysporum f. sp. lycopersici bajo aplicaciones de silicio.

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El silicato de aluminio amorfo hidratado y su uso como sorbente de metales tóxicos

El silicato de aluminio amorfo hidratado y su uso como sorbente de metales tóxicos

Se hallan los silicatos de armazón que muestran estructuras tridimensionales, en los que cada átomo de oxígeno está compartido por dos tetraedros. La fórmula empírica para tal sustancia sería (SiO). Sin embargo, si se suplanta algunos átomos de silicio por otros de aluminio en la armazón, la estructura tridimensional se cargará negativamente, siendo necesario que haya cationes uniformemente distribuidos por toda ella. Si mezclamos una solución de silicato alcalino con cualquier solución salina de metales pesados, se obtiene un precipitado del respectivo silicato del metal, los que se caracterizan por el elevado contenido de agua de adsorción, los cuales pueden ser usados como mallas moleculares, adsorbentes, así como en procesos catalíticos (IIer. 1979).

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Obtención, caracterización y empleo como sorbente del silicato de magnesio amorfo hidratado

Obtención, caracterización y empleo como sorbente del silicato de magnesio amorfo hidratado

En este trabajo se desarrolla la síntesis del compuesto silicato de magnesio amorfo hidratado, sólido poroso, de color blanco, térmicamente estable. A este producto inorgánico se le efectuó un parcial análisis químico, junto al análisis de algunos de sus parámetros físicos para su caracterización y definición. Los parámetros físicos medidos son: densidad real, densidad aparente, densidad aparente por aprisionamiento, porosidad, compresibilidad, y velocidad de flujo. También se calculan los valores de calor de disociación, difusividad efectiva y teórica, producto iónico, superficie específica, radio y volumen medio de poro. Se utiliza un amplio espectro de técnicas de análisis, tales como, la espectroscopía de absorción atómica, la difracción de Rayos-X, los análisis térmicos, análisis infrarrojo cualitativo, y espectrofotometría UV-VIS.

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Propiedades ópticas de nanocompuestos basados en Plata, producidas por técnicas DC y RF Magnetrón Sputtering

Propiedades ópticas de nanocompuestos basados en Plata, producidas por técnicas DC y RF Magnetrón Sputtering

En esta sección describiremos de manera sucinta la producción de nanocompuestos metal dieléctrico donde el metal estará constituido por nanopartículas de plata y el dieléctrico por películas delgadas de carbono amorfo (a-C), titanio y Teflón. Para la deposición de los materiales sobre los sustratos, previamente se realiza un PRE-SPUTTERING, cuando la presión en la cámara alcance el valor de 5,8 x 10 -6 mb se abre la llave del argón hasta alcanzar una presión de 5,5 x 10 -3 mb para luego girar las porta muestras hacia la derecha o a la izquierda para depositar los materiales durante el tiempo requerido, la disposición de las películas delgadas y de los nanocompuestos meta-dieléctrico es como se indican en las figuras 3.3 a,b y c, todas ellas producidas bajo condiciones controladas, que se detallan a continuación.

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Espectroscopia micro Raman de segundo orden del grafito mineral

Espectroscopia micro Raman de segundo orden del grafito mineral

36 Mediciones de espectroscopia Raman permitieron observar de una manera clara y fehaciente dos zonas con características físicas propias: primer y segundo orden en el grafito. Estas mediciones de espectroscopia Raman permitieron, obtener por medio de las bandas de primer orden D y E y de segundo orden 2D1, 2D2, 2G y T+G, la cristalinidad de las muestras de grafito, presentando en algunas muestras de las minas de SJM la desaparición de la banda de defectos o banda D, indicativo de una pureza y/o cristalinidad de las muestras, comparables a muestras producidas en laboratorios. Aunado a la aparición de valores de la intensidad de dispersión Raman muy grandes. Mediciones en muestras de la mina El Cochi, mostraron bandas D de baja intensidad, es decir, que presentan pocos defectos, que indican poca contaminación de otros minerales, así como estructuras cristalinas que se extiendes a un rango del orden de micras y/o milímetros. Debido a que el origen de la banda D, como se mencionó en los capítulos 2 y 4, indican el rompimiento de la simetría de la estructura cristalina del grafito en el rango de la zona iluminada por el láser (zona interactuante entre la radiación láser y el material) que es del orden de 1mm 2 . Por otra parte, la aparición de la banda 2D en las muestras de las dos minas elegidas para estudio en este trabajo, indicaron la corroboración de nuestra hipótesis “el grafito amorfo del estado de Sonora presenta un rango de cristalinidad muy alto del orden de micras y/o milímetros”. El desdoblamiento de la banda 2D en 2D1 y 2D2, de acuerdo con la teoría de A. Ferrari tiene sus orígenes en la doble resonancia Raman y muestran la presencia interacción entre dos fonones. Posteriores análisis de razones de las bandas D/G mostraron que sus valores eran de 0.18 y 0.3 para SJM y El Cochi, respectivamente, mientras que y la razón de 2D/G mostraron valores del orden de 0.3 para ambas minas. Estos hechos experimentales permitieron aseverar que los minerales grafitosos estudiados en este trabajo de tesis presentan cristalinidades muy altas y con muy pocas o nulas contaminaciones, permitiendo aplicar la teoría de Andreas Ferrari sin ambigüedad, como si se tratara de muestras de grafito sintetizado en el laboratorio.

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Análisis y desarrollo de transformadores de distribución con núcleo amorfo

Análisis y desarrollo de transformadores de distribución con núcleo amorfo

En la actualidad, el crecimiento industrial y poblacional exige que las regulaciones y normativas que abarcan equipos y aparatos tecnológicos que conforman las redes eléctricas, sean cada vez más exigentes. Para el caso de los transformadores eléctricos tanto de distribución como de potencia, donde los equipos son fabricados con diferentes materiales, el diseño se debe realizar de forma tal que permitan alcanzar un alto grado de eficiencia [4]. El acero al silicio con el cual se fabrica de modo convencional la mayoría de los núcleos en transformadores, genera pérdidas relativamente altas, en comparación a otros materiales que empiezan a tener protagonismo en el mercado de las materias primas para estos equipos. Tal es el caso del material amorfo que permite disminuir las pérdidas hasta un 70% en comparación con el acero al silicio, y así logra una disminución significativa en las emisiones de CO2 lo cual contribuye en gran medida a la preservación del planeta [5].

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11 Silicio

11 Silicio

Debido a que en ocasiones el silicio actúa como aislante y si se lo excita actúa conduciendo electricidad se lo denomina material “semiconductor”. Más sorprendentemente, los enlaces rotos o huecos que se forman pueden cambiar de posición dando lugar a lo que se denomina corriente de huecos. Esto ocurre porque es muy fácil para un electrón de un enlace vecino saltar dentro de un silicio vacante dejado por el enlace roto. Este salto restaura el enlace roto pero deja un nuevo hueco detrás. De esta manera el flujo de huecos sería contrario al flujo de electrones. Cuando un fotón rompe un enlace en el silicio se crea un electrón (carga negativa) y también un hueco al cual se lo puede representar como una partícula (algo así como una burbuja) con carga positiva, estos pares se denominan “par electrón-hueco”.

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Construcción de un módulo de energía solar fotovoltaica con paneles de silicio de amorfo (capa fina).

Construcción de un módulo de energía solar fotovoltaica con paneles de silicio de amorfo (capa fina).

Las placas solares de silicio am orfo no consisten en la unión de células individuales c om o en los paneles solares crista linos, sino en una lám ina cortada a m edida en la que se observa n unas tiras delga das que se paran las células, creadas y conectadas entre sí durante la elaboración del propio m ódulo, cuyo enm arcado facilita e l m anejo y el m onta je de l m ism o. E l rango de tensiones tam bién es m ás am plio que en los de silicio cristalino, abarcando desde unos poc os voltios hasta decenas de voltios y que los hace interesantes tam bién para sistem as de bom be o solar (Alonzo, 2015, p.30).

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LA ERA DEL SILICIO

Aunque la electrónica es uno de los campos en los que el papel del silicio es más importante, no es el único. De hecho, uno de los materiales de construcción más utilizados es el cemento, tanto para la fabricación del hormigón de las estructuras, como para el mortero que se usa como aglo- merante de piezas en albañilería. El cemento que hoy conocemos se em- plea desde el siglo XIX en sustitución de los aglomerantes a base de cal que se conocían desde época romana y que fueron muy utilizados por los árabes. La descripción de la fabricación del cemento Portland, que contie- ne un 21% de óxido de silicio, puede ayudar a formar una idea del papel que tiene el silicio.

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