Síntesis y caracterización de películas delgadas del sistema CuₓSnᵧSz

Recientemente, debido al alto consumo energético, la investigación de nuevos materiales semiconductores de bajo costo y no tóxicos para la fabricación de dispositivos fotovoltaicos ha sido de gran interés. En el presente proyecto se sintetizaron y caracterizaron películas delgadas de Cu2SnS3 y Cu4SnS4, obtenidas mediante la combinación de las técnicas de depósito por baño químico y evaporación térmica. Se obtuvieron películas delgadas de SnS de estructura ortorrómbica de 350 nm de espesor mediante baño químico como películas precursoras. Se depositaron capas de Cu (30, 50, 75 y 150nm) mediante evaporación térmica. Calentando las muestras de SnS con capas de Cu evaporado en presencia de azufre elemental (sulfurización) a 400 oC (10 oC/min) se promovió la formación de las fases ternarias Cu2SnS3 y Cu4SnS4. Los resultados de difracción de rayos-X indicaron que para el caso de las muestras con poca cantidad de Cu (30 nm), la fase binaria secundaria (SnS2) se forma junto con la fase ternaria Cu2SnS3-cúbica. Con 75nm de Cu (400 oC) solamente la fase ternaria Cu2SnS3-tetragonal está presente, y con 150 nm de Cu (400 ̊C) la fase secundaria se forma (Cu7S5). Al incrementar la temperatura de sulfurización a 450 ̊C para la condición de 150 nm de Cu, se obtiene la formación de la fase ternaria Cu4SnS4-ortorrómbica. Las propiedades ópticas para la fase Cu2SnS3-tetragonal con un espesor de 480 nm indicaron que esta presenta una transición óptica directa con brecha de energía en el rango 0.96 eV. La fase Cu4SnS4-ortorrómbica con un espesor de 760 nm, presentó una transición óptica indirecta con una brecha de energía alrededor de 0.5 eV. Además, ambas fases presentaron coeficientes de absorción óptica superiores a 104 cm-1 en el rango visible (1.6 - 3.3 eV). Las muestras no presentaron fotorrespuesta. La fase Cu2SnS3-tetragonal, mostró una conductividad eléctrica a temperatura ambiente de 17 Ω-1 cm-1 (tipo-p), con una movilidad de huecos de 3.62 cm2/V s y una concentración de huecos de 1019 cm-3, mientras que para la fase Cu4SnS4-ortorrómbico, la conductividad fue de 11 Ω-1 cm-1 (tipo-p), con una movilidad y concentración de huecos de 3.75 cm2/V s y 1019 cm-3, respectivamente.

Materials design for ambipolar devices: tuning orbital energetics in oligothiophene-naphthalimides semiconductors

Ambipolar organic field-effect transistors (OFETs), which can efficiently transport both holes and electrons, using a single type of electrode, are currently of great interest due to their possible applications in complementary metal oxide semiconductor (CMOS)-like circuits, sensors, and in light-emitting transistors. Several theoretical and experimental studies have argued that most organic semiconductors should be able to transport both types of carrier, although typically unipolar behavior is observed. One factor that can compromise ambipolar transport in organic semiconductors is poor solid state overlap between the HOMO (p-type) or LUMO (n-type) orbitals of neighboring molecules in the semiconductor thin film. In the search of low-bandgap ambipolar materials, where the absence of skeletal distortions allows closer intermolecular π-π stacking and enhanced intramolecular π-conjugation, a new family of oligothiophene-naphthalimide assemblies have been synthesized and characterized, in which both donor and acceptor moieties are directly conjugated through rigid linkers. In previous works we found that oligothiophene-napthalimide assemblies connected through amidine linkers (NDI derivates) exhibit skeletal distortions (50-60º) arising from steric hindrance between the carbonyl group of the arylene core and the sulphur atom of the neighbored thiophene ring (see Figure 1). In the present work we report novel oligo- and polythiophene–naphthalimide analogues NAI-3T, NAI-5T and poly-NAI-8C-3T, in which the connections of the amidine linkage have been inverted in order to prevent steric interactions. Thus, the nitrogen atoms are directly connected to the naphthalene moiety in NAI derivatives while they were attached directly to the thiophene moiety in the previously investigated NDI-3T and NDI-5T. In Figure 1 is depicted the calculated molecular structure of NAI-3T together with that of NDI-3T showing how the steric interactions are not present in the novel NAI derivative. The planar skeletons in these new family induce higher degree of crystallinity and the carrier charge transport can be switched from n-type to ambipolar behaviour. The highest FET performance is achieved for vapor-deposited films of NAI-3T with mobilities of 1.95x10-4cm2V-1s-1 and 2.00x10-4cm2V-1s-1 for electrons and holes, respectively. Finally, these planar semiconductors are compared with their NDI derivates analogues, which exhibit only n-type mobility, in order to understand the origin of the ambipolarity in this new series of molecular semiconductors.

El rol del alumno en clase: de la observación a la acción

Con el propósito de aumentar el aprendizaje activo del alumno durante las clases se han introducido distintas mejoras en la metodología docente y en el sistema de evaluación de la asignatura Fundamentos Matemáticos de la Ingeniería II del primer curso del Grado en Ingeniería Civil de la Universidad de Alicante durante el curso 2014-2015. Su objetivo es reducir el tiempo dedicado a la clase magistral, en la que el alumno tiene un rol fundamentalmente observador, y aumentar la participación activa del alumno. Esto se ha conseguido incentivando la resolución autónoma de diversos ejercicios y problemas por parte de los alumnos por dos vías: (1) cambiando la dinámica de las clases prácticas, y (2) aumentando el número de exámenes en la evaluación continua. En el primer caso se cuenta con la supervisión del profesor, mientras que en la segunda se obtiene una realimentación del trabajo realizado. El resultado de esta experiencia es dispar. Por un lado, los alumnos no han encontrado una mejora en la nueva dinámica de clase, pero sí han aceptado muy favorablemente el aumento en el número de exámenes, hasta el punto de que al 80% le gustaría que otras asignaturas adaptaran este proceso de evaluación.

Solderjet bumping technique used to manufacture a compact and robust green solid-state laser

Solder-joining using metallic solder alloys is an alternative to adhesive bonding. Laser-based soldering processes are especially well suited for the joining of optical components made of fragile and brittle materials such as glasses, ceramics and optical crystals due to a localized and minimized input of thermal energy. The Solderjet Bumping technique is used to assemble a miniaturized laser resonator in order to obtain higher robustness, wider thermal conductivity performance, higher vacuum and radiation compatibility, and better heat and long term stability compared with identical glued devices. The resulting assembled compact and robust green diode-pumped solid-state laser is part of the future Raman Laser Spectrometer designed for the Exomars European Space Agency (ESA) space mission 2018.

The optical design of a far infrared imaging FTS for SPICA

This paper describes the optical design of the far infrared imaging spectrometer for the JAXA's SPICA mission. The SAFARI instrument, is a cryogenic imaging Fourier transform spectrometer (iFTS), designed to perform backgroundlimited spectroscopic and photometric imaging in the band 34-210 μm. The all-reflective optical system is highly modular and consists of three main modules; input optics module, interferometer module (FTS) and camera bay optics. A special study has been dedicated to the spectroscopic performance of the instrument, in which the spectral response and interference of the instrument have been modeled, as the FTS mechanism scans over the total desired OPD range.

Procesos hopping a través del modelo difusional en materiales nanocristalinos usados para aplicaciones fotovoltaicas

Se presentan los modelos de hopping de rango variable (variable range hopping; VRH), vecinos cercanos (nearest neighbor hopping; NNH) y barreras de potencial presentes en las fronteras de grano; como mecanismos de transporte eléctrico predominantes en los materiales semiconductores para aplicaciones fotovoltaicas. Las medidas de conductividad a oscuras en función de temperatura fueron realizadas para región de bajas temperaturas entre 120 y 400 K con Si y compuestos Cu3BiS2 y Cu2ZnSnSe4. Siguiendo la teoría de percolación, se obtuvieron parámetros hopping y la densidad de estados cerca del nivel de Fermi, N(EF), para todas las muestras. A partir de los planteamientos dados por Mott para VRH, se presentó el modelo difusional, que permitió establecer la relación entre la conductividad y la densidad de estados de defecto o estados localizados en el gap del material. El análisis comparativo entre modelos, evidenció, que es posible obtener mejora hasta de un orden de magnitud en valores para cada uno de los parámetros hopping que caracterizan el material.