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COEXISTENCE OF SUPERPARAMAGNETIC AND FERROMAGNETIC COMPONENTS IN (CuGa) 1-x Fe x Se 2-x SOLID SOLUTIONS WITH x=0.1, 1/3 and 1/2 ( COEXISTENCIA DE COMPONENTES FERROMAGNÉTICA Y SUPERPARAMAGNÉTICA EN SOLUCIONES SÓLIDAS (CUGA) 1-X FE X SE 2-X CON X=0.1, 1/3 Y 1/2 )
(2018) P. Grima; Luis Nieves; Miguel Angel Alfaro Soto; Miguel Quintero; Humberto Cabrera; Inti Zumeta‐Dubé; Alejandro Rodríguez; Jennifer A. Aitken; P. Raics
The magnetic behavior of (CuGa) 1-x Fe x Se 2-x solid solutions with compositions x=0.1, 1/3 and 1/2 has been investigated using SQUID techniques. DC magnetic susceptibility was measured in the temperature range 2 < T < 300K using Zero Field Cooling (ZFC) – Field Cooling (FC) protocol. It has been observed that the experimental curves can be analyzed as the sum of two magnetic components, one superparamagnetic and the other one ferromagnetic. The ferromagnetic component persist up to temperatures higher than room temperature making this report the first observation of room temperature ferromagnetism in A I B III C VI 2 compounds doped (or alloyed)with transition metals. El comportamiento magnetico de las soluciones solidas (CuGa) 1-x Fe x Se 2-x con composiciones x=0.1, 1/3 y 1/2 fue investigado por medio de la tecnica de SQUID. Las susceptibilidades DC fueron medidas en el rango de temperatura 2 < T < 300K usando el protocolo Enfriamiento a Campo Zero (ECZ) – Enfriamiento con Campo (EC). Se observo que las curvas experimentales podian ser analizadas como la suma de dos componentes magneticas, una superparamagnetica y otra ferromagnetica. La componente ferromagnetica persiste a temperaturas por arriba de la temperatura ambiente siendo este reporte la primera observacion de ferromagnetismo a temperatura ambiente en compuestos A I B III C VI 2 dopados (o aleados) con metales de transicion.
DIAGRAMA DE FASES DE LAS ALEACIONES (CuGaSe 2 ) 1-x (FeSe) x (0≤x≤0.5) ( PHASE DIAGRAM OF (CuGaSe 2 ) 1-x (FeSe) x (0≤x≤0.5) ALLOYS )
(2012) Miguel Humberto Soto Dávila; P. Grima; Miguel Quintero; Menjamín Salas; Marcos Muñoz; Sonia Durán; Luis Nieves; Ekadink Moreno; Miguel Ángel Sánchez Ramos; J.M. Briceño
Se prepararon muestras policristalinas del sistema de aleaciones (CuGaSe 2 ) 1-x (FeSe) x en el rango de composiciones (0≤x≤0,5) por la tecnica de fusion y recocido. Los productos fueron analizados usando las tecnicas de Difraccion de Rayos X (DRX) y Analisis Termico Diferencial (ATD). Del analisis de los resultados experimentales se propone un diagrama de fases, T-x, en la region de composiciones cercana al CuGaSe 2 . Polycrystalline samples of the (CuGaSe 2 ) 1-x (FeSe) x alloy system in the composition range (0≤x≤0.5) were prepared by the melt and anneal technique. X-Ray Diffraction (XRD) and Differential Thermal Analysis (DTA) techniques were used to characterize the products. From the analysis of the experimental results a T-x phase diagram is proposed in the CuGaSe 2 -rich field (0≤x≤0.5).
Diseño, Fabricación y Caracterización de Celdas Solares p-CdTe/n-CdS con Películas Delgadas
(University of Zulia, 2021) P. Grima; B. Conquet; Elías Rafael Sánchez Verde; Miguel A. Contreras-Rangel; Luis Nieves; Ana del Valle Velasquez-Velasquez; William Jose González-Escalona; Luis Alfonso Ruiz Echenagucia; Luis Nieves; Universidad de los Andes
Venezuela, debido a su ubicación geográfica, riqueza en fuentes y recursos naturales, tiene un valioso potencial para el uso de energías renovables, especialmente la solar. Gran parte de su territorio se caracteriza por una insolación media por encima de 3 Kwh/m2, considerada apta para la generación fotovoltaica. El CdTe es un conocido semiconductor II-VI, que se ha consolidado como líder en la industria fotovoltaica, posee propiedades óptimas para las celdas solares. Esta investigación se enfocó en diseñar, fabricar y caracterizar celdas solares p-CdTe/n-CdS. El diseño se realizó buscando el modelo más simple y de menor costo. La fabricación se llevó a cabo en un equipo Ortus-700, usando la técnica de evaporación térmica. Para la caracterización de las celdas, se aplicaron las técnicas de difracción de rayos-X, absorción óptica y análisis de característica corriente-voltaje. Evidenciándose una orientación preferencial típica de una estructura cúbica de la Zinc Blenda, valores de brecha de energía directa entre 2,15 a 2,85 eV y un rendimiento similar entre las celdas solares preparadas. Se logró la fabricación y caracterización de nueve celdas p-CdTe/n-CdS, mediante la formación de una unión p-n; con eficiencias de ~ 3 %.
PHASE DIAGRAM OF (CuInTe 2 ) 1-x (FeTe) x ALLOYS (0 ≤ x ≤ 0.6) ( DIAGRAMA DE FASES DEL SISTEMA DE ALEACIONES (CuInTe 2 ) 1-x (FeTe) x (0 ≤ x ≤ 0.6)
(2017) P. Grima; M. Quintero; Luis Nieves; Humberto Cabrera; Eduardo Pérez Cappe; Inti Zumeta‐Dubé; Jennifer A. Aitken; Jacilynn A. Brant
Polycrystalline samples of the (CuInTe2)1-x (FeTe)x alloy system where prepared by the melt and anneal technique and the products characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Differential Thermal Analysis (DTA) and Optical Diffuse Reflectance Spectroscopy (ODRS) techniques. A first sight, samples were composed by a tetragonal phase with traces of a secondary phase identified as Fe1.125Te. Under exhaustive examination, it was found that the tetragonal phase, at the same time, is composed by two phases, with the same crystal structure and close lattice parameters, typical of spinodal decomposition. From ODRS measurements, optical absorption vs energy curves was obtained. These curves show how the addition of Fe produces a disordering-reordering process in the cationic sublattice suggesting that composition x=0.5 (CuFeInTe3) could be an intermediate compound in the diagram. Using the obtained information, a preliminary T-x phase diagram is proposed. Se prepararon muestras policristalinas del sistema de aleaciones (CuInTe2)1-x (FeTe)x por la tecnica de fusion y recocido; los productos fueron caracterizados por las tecnicas de Difraccion de Rayos X (DRX), Analisis Termico Diferencial (ATD) y Reflectancia por Espectroscopia de Optica Difusa (REOD). A primera vista, las muestras se componen de una fase tetragonal con trazas de una fase secundaria identificada como Fe1.125Te. Bajo un examen mas exhaustivo, se encontro que la fase tetragonal se compone a su vez de dos fases, con la misma estructura cristalina y parametros de red cercanos, tipico de una descomposicion espinodal. A partir de mediciones REOD, se obtuvieron las curvas de absorcion optica vs energia. Estas curvas muestran como la adicion de Fe produce un proceso de desorden-reorden en la subred cationica que sugiere que la composicion x = 0,5 (CuFeInTe3) podria ser un compuesto intermediario en el diagrama. Con la informacion obtenida, se propone un diagrama de fases T-x.
PREPARATION, CRYSTAL STRUCTURE, THERMAL ANALYSIS, SCANNING ELECTRON MICROSCOPY AND OPTICAL BAND-GAPS OF Cu 2 GeTe 4 AND Cu 2 SnTe 4 ALLOYS ( PREPARACION, ESTRUCTURA CRISTALINA, ANALISIS TERMICO, MICROSCOPIA ELECTRONICA DE BARRIDO Y BRECHA OPTICA DE ENERGIA DE LAS ALEACIONES Cu 2 GeTe 4 Y Cu 2 SnTe 4 )
(2015) P. Grima; Ricardo Peña; Luis Nieves; G. Marcano; Miguel Quintero; Ekadink Moreno; Jacilynn A. Brant; Jennifer A. Aitken
Polycrystalline samples (weight ~ 1g) of Cu 2 GeTe 4 and Cu 2 SnTe 4 alloys were prepared by the usual melt and anneal method and the products characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Differential Thermal Analysis (DTA), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Optical Diffuse Reflectance UV/VIS/NIR Spectroscopy techniques. It was found that: a) Cu 2 GeTe 4 and Cu 2 SnTe 4 crystallize in an orthorhombic structure (s.g. Imm2; N o 44) with lattice parameters a=5.9281(4) A, b=4.2211(6) A, c=12.645(5) A and a=6.0375(6) A, b= 4.2706 (3) A, c=12.844(1) A, respectively; b) both alloys show two thermal transitions: 762 and 636K upon heating and; 700 and 578K upon cooling for Cu 2 GeTe 4 ; 702 and 636K upon heating and; 650 and 590K upon cooling for Cu 2 SnTe 4 ; c) both alloys present large deviations of stoichiometry for the cations Cu (~35%), Ge (7.2%) and Sn (26.4%) and minor deviation within the experimental error, for the anion Te; and, d) the measured optical band gaps were 0.63 and 0.53 eV for Cu 2 SnTe 4 and Cu 2 GeTe 4 , respectively. Se prepararon muestras policristalinas (peso ~ 1 g) de las aleaciones Cu 2 GeTe 4 y Cu 2 SnTe 4 por el metodo de fusion y recocido y los productos caracterizados por las tecnicas de Difraccion de Rayos X (DRX ) , Analisis Termico Diferencial (ATD), Microscopia Electronica de Barrido (MEB) y espectroscopia de reflectancia optica difusa UV / VIS / CIR. Se encontro que : a) Cu 2 GeTe 4 y Cu 2 SnTe 4 cristalizan en una estructura ortorrombica ( g.e. Imm2; N o 44 ) con parametros de red a = 5,9281 (4) A , b = 4.2211 (6) A , c = 12.645 (5) A y a = 6.0375 (6) A , b = 4,2706 (3) A , c = 12.844 (1) A , respectivamente ; b) ambas aleaciones muestran dos transiciones termicas : 762 y 636K al calentar y ; 700 y 578K tras el enfriamiento para Cu 2 GeTe 4 ; 702 y 636K al calentar y ; 650 y 590K tras el enfriamiento para Cu 2 SnTe 4 ; c) ambas aleaciones presentan importantes desviaciones estequiometricas en sus cationes: Cu (~35%), Ge (7.2%) and Sn (26.4%) y menor que el error experimental para el anion Te; y d) las brechas opticas de energia medidas fueron 0.63 y 0.53 eV para Cu 2 SnTe 4 y Cu 2 GeTe 4 , respectivamente.
PROPIEDADES ÓPTICAS DEL SISTEMA SEMICONDUCTOR Cu 2(1-x) Ag 2x GeSe 3 ( OPTICAL PROPERTIES OF THE SEMICONDUCTORS SYSTEM Cu 2(1-x) Ag 2x GeSe 3 )
(2012) E. Calderón; Manuel Villarreal; B. Fernández; Menjamín Salas; J.F. Perez; Luis Nieves
En este trabajo hemos investigado las propiedades opticas en la aleacion Cu 2(1-x) Ag 2x GeSe 3 midiendo el borde fundamental de absorcion en funcion de la temperatura para la concentracion x = 0 en el rango de 10 hasta 300 K y para las concentraciones x = 0.25, 0.5, 0.75, 1 a temperatura ambiente. La brecha de energia para todas las concentraciones fue calculada utilizando el modelo de Elliot-Toyozawa. La dependencia lineal cerca del borde fundamental confirma que todos los compuestos a las diferentes concentraciones poseen un caracter semiconductor y presentan una brecha de energia directa en el infrarrojo cercano a temperatura y presion ambiente. El compuesto Cu 2 GeSe 3 presenta un incremento de la brecha de energia a medida que la temperatura disminuye. Este comportamiento depende principalmente de tres efectos que se generan a bajas temperaturas: expansion termica, interaccion electron-fonon y efecto del factor Debye-Waller. Las curvas de la brecha de energia en funcion de la temperatura para este compuesto fueron ajustadas a un modelo semiempirico que considera dos de los tres efectos nombrados anteriormente cuyo comportamiento es similar a los observados en los semiconductores de las familias Cu-III-VI 2 y Cu 2 -IV-VI 3 . Con respecto al estudio de la variacion de la brecha de energia en funcion de las concentraciones, x = 0, 0.25, 0.5 y 1 a temperatura y presion ambiente, no se encuentran reportes hasta el momento. El sistema Cu 2(1‑x) Ag 2x GeSe 3 presenta una concavidad hacia arriba en la curva de la brecha de energia optica en funcion de la concentracion descrita por una ecuacion tipo E G (x)= a + bx + cx 2 . In this work we have investigated the optical absorption properties in the alloy Cu 2 (1-x) Ag 2x GeSe 3 . The absorption coefficient measurements were made in the temperature range 10 to 300 K for concentration x = 0 and at room temperature for concentrations x = 0.25, 0.5, 0.75, 1. The Elliot-Toyozawa model was employed to perform the analysis of the optical absorption spectral for all concentrations. The linear dependency near the fundamental edge confirms that all the compounds for the different concentrations have a semiconductor character and presents a direct energy gap in the near infrared at pressure and room temperature. The energy gap of the compound Cu 2 GeSe 3 increases as the temperature diminishes. This behavior depends mainly on three effects that are generated at low temperatures: thermal expansion, electron-phonon interaction and factor Debye-Waller. The optical energy gap variation with temperature for Cu 2 GaSe 3 was fitted to a semi-empirical model that takes into account two of the first named effects and whose behavior is similar to that observed in semiconductors of the families Cu-III-VI 2 and Cu 2 -IV-VI 3 . On the other hand, a study of the optical energy gap variation with concentration has not been reported yet. The system Cu 2(1-x) Ag 2x GeSe 3 shows a concavity upwards in the variation of the optical energy gap with concentration and is described by an equation E G (x)= a + bx + cx 2 .
STRUCTURAL CHARACTERIZATION OF THE NEW DIAMOND-LIKE SEMICONDUCTOR CuNbGaSe3
(2018) Jesús Alberto Flores Cruz; Gerzón E. Delgado; Jines E. Contreras; M. Quintero; Luis Nieves; P. Grima
The chalcogenide compound CuNbGaSe3, belonging to the system I-II-III-VI3, has been investigated by means of X-ray powder diffraction and its crystal structure has been refined by the Rietveld method.This is a material of the semiconductor type, which improves the properties of a simple semiconductor like CuGaSe2 because it ads spintronic applications due to its magnetic behavior. The powder pattern was composed by 94.2% of the principal phase CuNbGaSe3 and 5.8% of the secondary phase Cu0.667NbSe2. This material crystallizes with a CuFeInSe3-type structure in the tetragonal space group P4 2c (Nº 112), unit cell parameters a = 5.6199(4) Å, c = 11.0275(2) Å, V = 348.28(4) Å3, with a normal adamantane-structure where occurs a degradation of symmetry from the chalcopyrite structure I4 2d to a related structure P4 2c.
SYNTHESIS, CRYSTAL STRUCTURE AND MAGNETIC BEHAVIOR OF CuCo 2 InTe 4 AND CuNi 2 InTe 4 ( SÍNTESIS, ESTRUCTURA CRISTALINA Y COMPORTAMIENTO MAGNÉTICO DE CuCo 2 InTe 4 Y CuNi 2 InTe 4 )
(2016) P. Grima; Miguel Angel Alfaro Soto; Orlando Izarra; Luis Nieves; Miguel Quintero; Gerzón E. Delgado; Humberto Cabrera; Inti Zumeta‐Dubé; Alejandro Rodríguez; Jennifer R. Glenn
Polycrystalline samples of nominal CuCo 2 InTe 4 and CuNi 2 InTe 4 were prepared by the melt and anneal method and the products characterized by powder X-ray diffraction and SQUID techniques. It was found that CuCo 2 InTe 4 and CuNi 2 InTe 4 crystallize in the tetragonal space group (No 121), Z = 2, in a stannite-type structure, with the binaries CoTe and NiTe as secondary phases, respectively. The magnetic behavior of CuCo 2 InTe 4 is that of a superparamagnetic state with an irreversibility temperature of ~450K and a maximum coercive field of 35 Oe at 2K; whereas CuNi 2 InTe 4 shows two magnetic components, one diamagnetic an another weak ferromagnetic. Se prepararon muestras policristalinas de CuCo 2 InTe 4 and CuNi 2 InTe 4 en su valor nominal por el metodo de fusion y recocido, y los productos fueron caracterizados por las tecnicas de difraccion de rayos X y SQUID. Se encontro que CuCo 2 InTe 4 and CuNi 2 InTe 4 cristalizan en una estructura tetragonal, grupo espacial (No 121), Z = 2, tipo estannita, con presencia de los binarios CoTe y NiTe como fases secundarias, respectivamente. El comportamiento magnetico de CuCo 2 InTe 4 es de tipo superparamagnetico con una temperatura de irreversibilidad de ~450K y un campo coercitivo maximo de 35 Oe a 2K; mientras que CuNi 2 InTe 4 presenta dos componentes magneticas, una diamagnetica y otra ferromagnetica debil.