On going projects

Nucleación-orientación-coalescencia de los semiconductores anisotrópicos yoduro de mercurio y tri-yoduro de bismuto sobre sustratos amorfos

Proyecto ANII de Investigación Fundamental Fondo Clemente Estable - 2014

Resumen:

El Proyecto busca dilucidar los mecanismos de nucleación y coalescencia de los semiconductores compuestos HgI2 y BiI3 teniendo en cuenta que su carácter anisotrópico determina distintas orientaciones cristalinas en los distintos procesos. El estudio incluirá las condiciones experimentales de los mencionados procesos, y la determinación de los mecanismos involucrados en los mismos. Se estudiará la nucleación por deposición física de vapor (PVD) y por spin coating de nanopartículas de los compuestos anisotrópicos HgI2 y BiI3, en condiciones de grafoepitaxialidad. Se realizarán estudios termodinámicos para establecer los mecanismos de nucleación y las interacciones de interfase, considerando la particular riqueza que ofrecen esos semiconductores compuestos por su anisotropía (nuclean con distintas orientaciones cristalográficas) y por sus varias fases (HgI2). Se realizarán estudios cinéticos, determinando las energías de activación de las diferentes etapas, determinando los mecanismos de coalescencia y crecimiento de los nanonúcleos, buscando una primera capa continua. Los núcleos y capas obtenidos se observarán por microscopía de transmisión electrónica y de fuerzas atómicas, las energías de adhesión núcleo-sustrato se determinarán por microscopía de fuerzas atómicas, y la orientación de los núcleos y la calidad cristalina de las monocapas se estudiarán por difracción de rayos X, las propiedades ópticas se estudiarán por espectrofotometría UV-Vis y FTIR. Los resultados aportarán al tema nucleación y epitaxialidad de películas cristalinas, de gran actualidad. Al largo plazo, ayudarán al desarrollo de dispositivos basados en dichas películas, como celdas solares y sistemas de imagenología de radiaciones.

Convertidores Espectrales; una alternativa hacia la mejora de la eficiencia de las celdas solares

Proyecto ANII Fondo Sectorial de Energía, 2013

Resumen:

La energía eléctrica constituye un pilar fundamental del estilo de vida moderno de nuestra sociedad, por lo que resulta muy difícil imaginar la vida actual sin ella. Asimismo, el consumo de energía puede ser visto como un medidor del progreso y bienestar de una sociedad. Desde hace un tiempo se vienen utilizando energías renovables como fuente alternativa de energía que permita el crecimiento económico y el desarrollo sostenible, siendo la utilización de energía solar una de esas alternativas. Grandes avances se han logrado en la fabricación de celdas fotovoltaicas, pero, a pesar de ello presentan algunas limitaciones. En particular, las celdas más utilizadas son a base de silicio, que cuentan con una eficiencia de 31 %. Esta deficiencia en la conversión está dada por la diferencia entre el espectro incidente y el espectro de absorción del silicio. En este marco, se plantea en este proyecto el desarrollo de convertidores espectrales para mejorar la eficiencia de la celda, por medio de la conversión de fotones que de otra manera no se aprovecharían. El desarrollo de estos convertidores se realiza por medio de la obtención de vitrocerámicos transparentes, es decir vidrios parcialmente cristalizados, controlando el tamaño de los cristales y/o la diferencia entre el índice de refracción entre la matriz vítrea y la fase cristalina. Esto, a su vez, permite incorporar iones de tierras raras que permitan la conversión del espectro incidente en un espectro mas adecuado para la celda de silicio. Con una adecuada selección de estos iones dopantes, se espera obtener un convertidor que permita aumentar la eficiencia de las celdas de silicio. Los convertidores serán evaluados bajo condiciones de irradiación estándar, por ejemplo determinando su voltaje en circuito abierto, densidad de corriente en cortocircuito, factor de llenado, potencia máxima y eficiencia de conversión.

Desarrollo de materiales para sensores de radiación de aplicación en terapia y diagnóstico médicos

Proyecto Bilateral CAPES-UdelaR

Resumen

O objetivo geral deste projeto é o de desenvolver materiais sensores de radiação para aplicação em terapia e diagnóstico médico fortalecendo a colaboração entre grupos de pesquisa do Brasil e do Uruguai. Pretende-se crescer e caracterizar cristais cintiladores para aplicação em detectores de pulso para determinação não invasiva da função de entrada da atividade radioativa na artéria radial em estudos cerebrais por tomografia de emissão de pósitrons; preparar e caracterizar cerâmicas e vitrocerâmicas para aplicação em medida de doses em terapia de tumores; preparar e caracterizar materiais semicondutores do tipo HgI2 e BiI3, orientados e nanoestruturados para aplicação em imagiologia digital de radiação X e g . Pretende-se com este projeto contribuir para resolver problemas relativos ao uso de sensores em terapia e diagnóstico médico, tais como a medida de atividade na artéria radial em estudos cerebrais com radionuclídeos em tomografia de emissão de pósitrons (PET), controle de dose em terapia de tumores, imagiologia direta e digital de radiação X e g, radiografia, cintilografia, etc. Atualmente, um grande número de inovações tecnológicas se fundamentam no desenvolvimento de materiais, que melhoram e ampliam suas aplicações, ou geram novas. Os sensores de radiação são um claro exemplo de inovação constante, em especial do ponto de vista dos materiais propriamente responsáveis pela detecção da radiação. Portanto, o desenvolvimento de novos materiais funcionais e a otimização das propriedades de materiais já conhecidos são hoje uma das bases da inovação de dispositivos sensores de aplicações muito diversas, entre elas as de terapia e diagnóstico médico. Esta proposta de colaboração busca aproveitar as experiências específicas dos grupos de pesquisa envolvidos, da Universidade Federal de Goiás (UFG), Brasil, e da Universidade de la República (UdelaR), Uruguai, e reafirmar uma colaboração que potencie as possibilidades de ambos na preparação e caracterização de tais materiais sensores de radiação.