Ciencias e Ingeniería de Materiales
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- Sobre los fundamentos geométricos de la propagación de la luz en medios(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2023-05-22) García Peláez Cruz, DavidEste trabajo pretende abordar los fundamentos geométricos de la propagación de la luz en medios para entender la óptica de transformaciones y poder generar una base sobre la cual, de manera canónica, se puedan diseñar nuevos materiales. Para tal efecto la tesis se encuentra estructurada de la siguiente manera. En el capítulo 3, exponemos las bases del electromagnetismo vectorial y su contraparte en formas diferenciales, haciendo explícita la conversión de un lenguaje a otro. Planteamos las relaciones constitutivas de forma completamente geométrica, y desarrollamos la manera de encontrar las componentes de los campos electromagnéticos inducidos independientes del observador y del marco en referencia. Esta metodología la extendemos a medios en movimiento y proponemos medios estáticos equivalentes. Trabajamos con conductores y escribimos la versión geométrica de la ley de Ohm. Definimos una 3-forma de densidad de flujo de energía-momento con la cual damos una versión geométrica del teorema de Poynting. En el capítulo 4, mostramos una manera de encontrar los diferentes tensores de permitividad, permeabilidad y las matrices magnetoeléctricas en términos de un tensor constitutivo. Exponemos los fundamentos de la métrica óptica y la usamos para realizar diferentes ejemplos de medios equivalentes a geometrías cosmológicas conocidas. En el capítulo 5 damos las bases matemáticas de la geometría de contacto partiendo desde la perspectiva de las ecuaciones diferenciales. Con este lenguaje geométrico escribimos la evolución de la luz tanto en términos de rayos como en frentes de ondas. Finalmente, construimos el principio de Huygens usando los diferentes espacios matemáticos previamente definidos y demostramos con geometría, que la evolución de un frente de onda es la envolvente de los frentes de ondas secundarios producidos. En el capítulo 6, ahondamos en las estructuras de los espacios matemáticos que subyacen en las diferentes formas de evolucionar la luz en un medio. El haz tangente unitario para un rayo de luz y el espacio de elementos de contacto para la visión ondulatoria. En el capítulo se muestra de manera explícita la equivalencia geométrica de los principios de Fermat y de Huygens y se encuentra que tanto el flujo geodésico como los frentes de onda, pueden ser reconstruidos a partir de encontrar la familia uniparamétrica de transformación de contacto, asociadas al flujo del campo vectorial de Reeb de la forma de contacto de Liouville. Este formalismo, permite recrear tanto las trayectorias de los rayos de luz, sin la necesidad de resolver la ecuación geodésica para la variedad (ecuación diferencial de 2º grado) y permite a su vez reconstruir los frentes de onda, sin resolver de manera directa la ecuación de onda (ecuación diferencial de 2º grado). Todo esto se logra encontrando un flujo vectorial que es una ecuación diferencial de 1º orden. Realizamos una serie de ejemplos, para medios con geometría trivial y no trivial y diferentes dimensiones. En el capítulo 7 definimos las formas diferenciales de Beltrami en analogía a los campos vectoriales de Beltrami. Partimos de estos campos para definir la helicidad en el contexto de las formas diferenciales, así como otros invariantes topológicos asociados. Usamos estos conceptos para definir la geometría de un superconductor en 2 dimensiones espaciales y deducimos las ecuaciones de London en su forma geométrica. Finalmente, en el capítulo 8 damos las conclusiones del trabajo, así como algunos otros trabajos que se encuentran en elaboración.
- Síntesis y caracterización luminiscente y magnética de partículas multifuncionales de YBCO@OT(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2022-07-30) López Romero, Rodolfo EzequielEl contenido de la presente investigación se organiza de la siguiente manera; en el Capítulo 1, se discuten las principales propiedades y características básicas del estado superconductor; resistencia cero, efecto Meissner-Ochsenfeld, superconductores tipo II, etcétera, así como también el fenómeno de la superconductividad reentrante, característica física básica asociada principalmente a la coexistencia entre superconductividad y ordenamiento magnético en superconductores magnéticos convencionales. Por otro lado, el capítulo también dedica especial importancia a las propiedades magnéticas y luminiscentes asociadas a los iones lantánidos, En el Capítulo 2 se presenta la síntesis y caracterización magnética y estructural de los núcleos superconductores de YBCO; partículas microestructuradas obtenidas por molienda mecánica y caracterizadas en función del tamaño de partícula y cristal. El capítulo reporta el tamaño óptimo de partícula para la fabricación de las heteroestructuras YBCO@OT, así como también un estudio sistemático de los efectos magnéticos promovidos por la reducción del tamaño de partícula y cristal en partículas de YBCO, novedoso estudio magnético que proporciona información muy valiosa acerca del rol que desempeña la microestructura en las propiedades magnéticas de superconductores mesoscópicos, aspecto importante ya que aborda el problema fundamental de la coexistencia entre superconductividad volumétrica y ferromagnetismo superficial en nanopartículas de materiales que en principio no son magnéticos. Por otro lado, la síntesis y caracterización magnética, estructural y fotoluminiscente de monocristales de oxalato de terbio heptahidratados se presenta en el Capítulo 3, novedoso fosforo magnético utilizado como coraza en la elaboración de los compósitos YBCO@OT. El capítulo reporta las condiciones de crecimiento de los cristales, además, informa sobre una novedosa modificación al procedimiento de síntesis que permitió el crecimiento de monocristales de oxalato de europio heptahidratados, compuesto clave en la determinación del estado triplete del ligando oxalato. El informe detalla las propiedades PL en monocristales, y aunque diversos estudios en el campo establecen que la emisión se debe a la alta concentración de iones activos Tb3+ que favorece la relajación cruzada promoviendo el decaimiento radiativo, poco se sabe acerca de la influencia del ligando oxalato como agente sensitizador de la emisión, razón por la cual este estudio aporta datos muy importantes acerca de una emisión sensibilizada por efecto antena, lo que ayuda en la comprensión de los mecanismos de migración energética implicados en sistemas con altas concentraciones de iones activos. Asimismo, el estudio también presenta un reporte de la estructura cristalina y molecular del compuesto, exhaustivo análisis realizado por Difracción de Rayos X (DRX) y complementado mediante estudios de Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) y Termogravimetría. Las propiedades magnéticas en función de la temperatura y campo magnético aplicado, al igual que el ajuste de los datos experimentales mediante el modelo de Curie-Weiss, son reportados en este capítulo, permitiendo evaluar la temperatura de Néel y el momento magnético efectivo asociados a la transición antiferromagnética, características esenciales que permitieron definir la temperatura crítica de reentrada entre estado normal y superconductor en heteroestructuras YBCO@OT. La síntesis y caracterización morfológica, estructural, magnética y fotoluminiscente de heteroestructuras YBCO@OT se presenta en el Capítulo 4. Variando la proporción en peso entre núcleo superconductor y coraza antiferromagnética el estudio evalúa un posible complemento entre propiedades magnéticas, superconductoras y fotoluminiscentes a fin de investigar nuevas características en los compósitos. Finalmente, en el Capítulo 5 se discuten los principales hallazgos y las conclusiones generales del trabajo. Se incluye una descripción de las aportaciones y se proporcionan perspectivas futuras basadas en estos resultados, las cuales podrían derivar en una serie de estudios complementarios que ayudarían a ampliar este tópico tan valioso en el diseño y control de las propiedades de transporte electrónico en sistemas superconductores. Como información adicional que complementa este trabajo., es importante mencionar que el informe incluye cuatro apéndices que detallan cierta información extracurricular asociada a la investigación.
- Estimación de los coeficientes acústicos en materiales sólidos usando ondas acústicas gaussianas-sinusoidales(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2018-06) Cruz Cecilio, RosnelySe construyó un tubo de impedancia corto (0.6 m), para generar ondas acústicas Sinusoidales de frecuencia variable que impacten un material sólido. El registro y procesamiento de dichas ondas determinará la respuesta acústica en el dominio de la frecuencia de cuatro materiales sólidos: Espuma de Poliuretano (material de referencia), Acrílico, Cartón Comprimido y Madera Balsa, con el propósito de clasificarlos como material reflejante, absorbente o de alta transmisión. La metodología para caracterizar acústicamente materiales sólidos se basa en un tubo de impedancia, sin embargo, presenta comportamientos no deseados generados por la superposición de las ondas acústicas. De aquí que este trabajo de investigación consideró un tubo de impedancia relativamente largo (8 m), mediante el uso de ondas acústicas Gaussianas-Sinusoidales de amplitud variable y frecuencia específica para determinar la respuesta acústica a través del análisis en el estado estacionario. De esta forma se eliminaron los efectos acústicos no deseados y se obtuvieron los coeficientes de reflexión, absorción y transmisión del material. Los resultados experimentales obtenidos fueron comparados para describir las ventajas y desventajas que presenta un tubo largo con respecto al corto.
- Síntesis sol-gel de películas de LuVO4:EU3+, Bi3+ y caracterización de sus propiedades luminiscentes(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-02) MARTINEZ FALCON, PAULINAEn el presente trabajo se reporta el desarrollo de un nuevo material que es parte de la creciente investigación de los materiales luminiscentes. Durante el desarrollo del proyecto, se realizó un procedimiento experimental diseñado para sintetizar y caracterizar morfológicamente y estructuralmente películas obtenidas de vanadato de lutecio, así como la evolución química y sus propiedades fotoluminiscentes, las cuales fueron activadas con europio, sensibilizadas a través de bismuto y depositadas como películas mediante la metodología Sol-gel y la técnica por inmersión.
- Vibraciones mecánicas en una y dos dimensiones: nuevos estudios experimentales(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017) ARREOLA LUCAS, ARTUROEn este trabajo se muestran los principales resultados obtenidos en tres experimentos sobre control de ondas mecánicas en sistemas el asticos, usando la técnica conocida como espectroscopia acústica resonante (ARS). En primer lugar, se presentan las amplitudes de onda de los modos normales de vibración en el plano medidas en una placa rectangular. Se miden las dos polarizaciones de los modos normales; el acuerdo con la teoría es excelente. En segundo lugar, se estudia la dinámica de un paquete de ondas cuando este viaja a través de una estructura que emula un cristal con un campo eléctrico constante para lo cual se modifico el montaje experimental de ARS. En este caso se sustituyo el detector por un vibrómetro Doppler. Los resultado experimentales son espectaculares y muestran el surgimiento de dos fenómenos de las ondas mecánicas: las oscilaciones de Bloch y el atrapamiento de arcí ris. Por ultimo, se realiz o el estudio de las propiedades de transporte de vibraciones mecánicas fuera del plano a través de una cavidad caótica elástica con simetía izquierda-derecha. Los estudios realizados condirman el mismo comportamiento presentado por sistemas ondulatorios de distinta naturaleza, evidenciando un comportamiento universal del transporte ondulatorio a través de cavidades caóticas y un excelente acuerdo de las medidas con las predicciones teóricas.