Browsing by Author "Lauer Zegarra, Diego Edmundo"
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Item Exploring electron-electron interaction and magnetic phases in few layers of CrI3(2024-03) Lauer Zegarra, Diego Edmundo; González, John W; Suárez Morell, EricEl estudio de materiales bidimensionales (2D) ha traído sorprendentes resultados en el área de la física. La lista de posibles materiales 2D no deja de crecer y no está limitada por una sola capa atómica (grafeno, siliceno, fosforeno, entre otros), también incluye materiales con dos o más componentes formando planos atómicos fuertemente ligados (dicalcogenuros de metales de transición, haluros de metales de transición, . . . ) [1, 2]. Recientemente se midieron las propiedades magnéticas en mo nocapas de la familia de los trihaluros de metales de transición, en especí co, CrI3 [3, 4]. Debido a efectos de repulsión y localización electrónica, la descripción apro piada de los orbitales 3d del Cr es compleja. En el marco de la teoría de la densidad funcional (DFT), el problema de localización se intenta solucionar principalmente de dos maneras; con funcionales híbridos (por ejemplo HSE06) que incorporan una parte del intercambio exacto de la teoría Hartree-Fock, o incluyendo un parámetro de repulsión electrónica Hubbard U. Por una parte, usar funcionales híbridos es compu tacionalmente costoso, y, por la otra parte, el término Hubbard U no es transferible y no puede ser determinado directamente. En esta tesis, proponemos una forma diferente de obtener el valor de la corrección Hubbard U para las capas de CrI3. Ajustamos los valores de U en el cálculo de la densidad de estados de DFT con GGA+U a aquellos obtenidos con el cálculo con el funcional híbrido HSE06. Obtenemos los mejores resultados al colocar una corrección de Hubbard en los orbitales d de cromo (U(Cr3d)= 3.5 eV) y los orbitales p de yodo (U(I5p)= 2.0 eV). Aplicamos estos resultados para calcular el orden magnético en la monocapa y la bicapa de CrI3. Además encontramos que para la bicapa es necesario incluir una interacción van de Waals del tipo DF para predecir correctamente el orden magnético de las estructuras LT y HT del CrI3Thesis Grafeno como electrodo transparente en celdas solares de silicio de heterojuntura(Universidad Técnica Federico Santa María, 2021-08) Lauer Zegarra, Diego Edmundo; Suárez Morell, Eric; Henríquez Correa, Ricardo Andrés; Corrales Iturriaga, Tomas Patricio; Departamento de Física; Del Campo Sfeir, Valeria IsabelLa energía solar fotovoltaica es una de las energías renovables más populares dado su precio y su facilidad de instalación. Las celdas solares comerciales y con mayor proyección son las celdas de silicio, entre las cuales se destacan las celdas solares de heterojuntura (SHJ) por su mayor eficiencia, y menor costo de manufactura en comparación con las celdas de silicio tradicionales. Además, pueden fabricarse de manera que sean bifaciales, es decir, que la luz se absorba tanto por la cara frontal como por la cara posterior. Para la propagación de corriente, el conductor transparente más común en estas celdas es el óxido de indio y estaño (ITO). Este material es caro, está compuesto por elementos raros y es tóxico para las personas. Esto motivó a buscar otro conductor transparente que no sólo sea más amistoso para el medio ambiente y menos riesgoso para las personas, sino que reduzca los costos y mejore la eficiencia de la celda. El material elegido como potencial reemplazo es el grafeno. Desde su auge en 2004, el grafeno ha sido uno de los materiales más interesantes de estudiar dada sus propiedades ópticas y eléctricas únicas en su clase, con una velocidad de portadores de 15000 cm2/(Vs), una brecha de energía sintonizable, una transmitancia del 97.5% y una síntesis simple y de bajo costo. Estas propiedades lo hacen un candidato muy prometedor para su uso como electrodo propagador de corriente (CSE) en celdas de colorante. Estudios teóricos demuestran que el reemplazo del electrodo en celdas SHJ por grafeno no es sólo posible, sino que puede llegar a tener eficiencias mayores que con el ITO. En este trabajo se presenta una revisión bibliográfica de grafeno como CSE en celdas de colorante, de silicio cristalino y heterojuntura. A partir de estos antecedentes se propone un proyecto de investigación cuyo objetivo es estudiar de forma experimental el efecto del grafeno no dopado, como reemplazo del ITO, en el transporte de corriente en celdas SHJ. Esto se realizará a través de un análisis estructural, óptico y eléctrico del grafeno y de la interfaz grafeno/celda. Estos resultados se compararán con las celdas con ITO como CSE. La hipótesis de esta propuesta es que la cantidad adecuada de capas de grafeno tiene propiedades comparables e incluso superiores a las del ITO en términos de movilidad de cargas, transparencia y resistencia de hoja. Por lo tanto, se propone reemplazar el semiconductor transparente más común en celdas solares de heterojuntura, ITO, por láminas de grafeno para mejorar la eficiencia y disminuir el costo de las celdas8...).
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