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Título : Prácticas de laboratorio enfocadas a la síntesis de materiales nanoestructurados mediante la técnica de depósito por capa atómica (ALD), para aplicaciones diversas.
Autor : DOMINGUEZ VARGAS, DAVID ALEJANDRO
Fecha de publicación : 2017
Resumen : En la actualidad, la técnica de depósito por capa atómica (atomic layer deposition, ALD) es considerada una herramienta fundamental para la producción de recubrimientos en tres dimensiones, utilizada ampliamente tanto en el área de desarrollo de nuevos materiales y dispositivos como a escala industrial. Por esta razón, el centro de Nanociencias y Nanotecnología (CNyN) realizó una importante inversión para la adquisición de un sistema ALD para el laboratorio de Nanofabricación, con el fin de desarrollar diversos nanodispositivos. Además, recientemente fuimos beneficiados por CONACyT (infraestructura 2016) para la adquisición de un segundo equipo ALD de investigación y desarrollo, con la capacidad de depositar materiales aislantes y semiconductores. Como resultado de esta inversión así como del trabajo que se ha venido realizando, en el centro de Nanociencias y Nanotecnología se cuenta con un grupo sólido de expertos en el área, no solo a nivel nacional sino también internacional. A la par, en el CNyN se cuenta con una licenciatura en Nanotecnología que busca formar recursos humanos de alta calidad preparados tanto para continuar de forma exitosa sus estudios de posgrado como el incorporarse a la vida productiva del país en temas de su competencia. Por lo cual, consideramos pertinente generar las condiciones para que los estudiantes de licenciatura en Nanotecnología, sean introducidos al uso de este tipo de técnicas y sistemas, conociendo tanto de forma teórica como práctica, las capacidades y alcances de esta herramienta ampliamente utilizada. Por consiguiente, los recursos de este proyecto serán destinados a incorporar a los estudiantes a las tareas de investigación y desarrollo de nuevos materiales, involucrándolos tanto en la parte de síntesis de materiales por la técnica de ALD, como en la de caracterización y evaluación de distintas propiedades con potenciales aplicaciones en el área de electrónica, óptica y medio ambiente. De esta forma, el estudiante complementará su formación como Nanotecnólogo teniendo no solo los fundamentos teóricos sino también la experiencia de trabajar de forma colegiada, en laboratorios de investigación con infraestructura y equipamiento moderno, asesorados por un grupo de académicos dispuestos a contribuir activamente a dicho propósito.
URI : http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/5932
metadata.dc.contributor.responsible: DOMINGUEZ VARGAS, DAVID ALEJANDRO
metadata.dc.coverage.temporal: 2017-2018
metadata.dcterms.educationLevel.SEP: Licenciatura
metadata.dc.description.hypothesis: Actualmente se cuenta con tres sistemas de ALD (dos fabricados en el sitio), así como un cuarto sistema que llegará a principios del 2017. Se cuenta con la infraestructura necesaria para evaluar diversas propiedades de los materiales sintetizados como son: electrónicas, ópticas y fotocatalíticas. Por lo cual, se prevé que con el apoyo de este proyecto se contará con los recursos necesarios para cubrir los consumibles e instrumentos de uso básico que los alumnos de la licenciatura en Nanotecnología utilizarán en la síntesis y caracterización de los diversos materiales nanoestructurados.
metadata.dc.description.strategies: El proyecto de síntesis de materiales nanoestructurados por la técnica de depósito por capa atómica se implementara de forma paralela con las materias de Nanomateriales I y II, y Nanofabricación 1, que se imparten continuamente en la licenciatura en Nanotecnología. Por lo cual, los estudiantes tendrán la oportunidad de involucrarse en el desarrollo de proyectos de investigación de los académicos participantes. De esta manera trabajando de forma conjunta con los investigadores y estudiantes de posgrado, adquirirán el conocimiento y las habilidades necesarias para la síntesis y evaluación de dichos materiales. Concretamente se proponen las siguientes estrategias: 1.Introducir al estudiante en los fundamentos de la técnica así como al trabajo realizado por los expertos del centro. Se propone realizar una serie de seminarios donde el grupo de expertos de este centro, den a conocer a los estudiantes de la licenciatura en Nanotecnología las bases teóricas de la técnica, así como el estado de sus trabajos investigación en los que ALD sea parte de la herramienta para la síntesis de los materiales. 2.Capacitación de los estudiantes en el uso de la técnica y la evaluación de los materiales sintetizados. Realizar prácticas de laboratorio donde los estudiantes sean asignados a los académicos participantes con el fin de adquirir las capacidades para el uso de la técnica de síntesis de materiales. El estudiante también obtendrá los conocimientos y habilidades para llevar a cabo la evaluación de los materiales sintetizados. 3.Divulgación de los resultados obtenidos. Se realizará una memoria in extenso de las prácticas, donde se incluirán los resúmenes de los trabajos realizados así como el resumen de los seminarios dados por los académicos del centro. De contar con los recursos necesarios, se seleccionará uno de los trabajos realizados, para ser sometido y presentado en un congreso nacional. 4.Elaboración de un manual de prácticas por la técnica ALD. Se elaborará un manual de prácticas por la técnica de ALD para las materias Nanomateriales I y Nanofabricación 1que permitirán a los profesores de la materia, contar con diferentes actividades relacionados con la técnica de síntesis, dando valor agregado a su curso.
1.Introducir a los estudiantes de la licenciatura en Nanotecnología del CNyN a los principios fundamentales de la técnica ALD (teoría), así como dar a conocer el trabajo de investigación que realiza el grupo de expertos del centro, en torno al ALD. 2.Capacitar de forma práctica a los estudiantes en el uso de la herramienta ALD para la fabricación de materiales nanoestructurados así como en la evaluación de los materiales en diversas aplicaciones. 3.Divulgación de los resultados obtenidos por los estudiantes a los académicos y público en general. 4.Elaborar un manual de prácticas por la técnica de ALD para las materias Nanomateriales I y Nanofabricación 1, que se imparten semestralmente en la licenciatura en Nanotecnología de nuestro centro.
metadata.dc.description.goals: El proyecto PE 101517, desde su planteamiento, definió como eje central la participación de los estudiantes de licenciatura. De manera global, las metas consistían en introducir a los estudiantes en laboratorios de investigación (no de docencia) que propiciaran la adquisición de conocimiento científico de vanguardia. Las metas propuestas fueron cumplidas a cabalidad, entre ellas se encuentran: o Seminarios por parte del grupo de expertos. Se realizaron 9 seminarios por parte del grupo de académicos participantes, así como de colaboradores cercanos. La idea fundamental de esta actividad fue brindar al estudiante un contexto científico para los conocimientos y habilidades que está adquiriendo mediante su participación en el trabajo de laboratorio. o Prácticas de laboratorio. Durante el desarrollo del proyecto, las prácticas de laboratorio constituyeron la parte medular del trabajo. Los estudiantes recibieron capacitación en el uso de la técnica ALD, así como de técnicas avanzadas de caracterización. o Memorias de las prácticas de laboratorio. Con el fin de darle formalidad a las practicas realizadas, los estudiantes se comprometieron a entregar reportes por escrito. Estos fueron compilados y se presentan en forma de memoria. o Presentación de un trabajo en congreso nacional. Producto del trabajo de laboratorio realizado por los participantes, se presentaron 4 trabajos en congresos nacionales e internacionales con agradecimiento explícito al proyecto. o Manual de prácticas de laboratorio. La experiencia y participación de los académicos comprometidos en el proyecto permitió durante el desarrollo del proyecto, generar un manual de prácticas que brinda formalidad a las capacidades docentes y de infraestructura que tiene el grupo, y que se pone a disposición a las diferentes actividades docentes, no solo del centro sino también de otras instituciones de la región.
metadata.dc.description.selfAssessment: Los logros del proyecto PE101517 se puede resumir de manera global en: impartición de 17 prácticas de laboratorio para dos instituciones de educación, impartición de 9 seminarios por académicos de al menos tres diferentes instituciones, presentación de 4 trabajos en congresos nacionales e internacionales, publicación de un artículo en revista internacional e indizada, tres estudiantes becados, uno de ellos con participación directa como coautor en trabajos científicos, así como la realización de un manual de prácticas que permitirá a profesores de otras materias apoyar su labor docente dentro de las capacidades del grupo participante. Por otra parte, los logros no cuantificables son más de 20 estudiantes de varias instituciones adquiriendo conocimientos y habilidades de la mano de un grupo de expertos en sistemas científicos de vanguardia. Durante el desarrollo de las practicas los estudiantes participaron de forma activa en el uso de instrumentos, así como en la interpretación de resultados. Por lo anterior considero como satisfactorio el desarrollo del proyecto, logrando cumplir los productos pactados en la solicitud, así como dando valor agregado a las actividades docentes no solo del CNyN sino también de la UABC, campus Ensenada.
metadata.dc.description.goalsAchieved: Se proponen las siguientes metas, considerando la participación de los estudiantes de 5to y 6to semestre, así como los que opten por eje IV Microelectrónica y Nanofabricación. Se pretende que los estudiantes adquieran conocimientos sólidos en la síntesis de materiales por ALD, pero a la vez, ganen experiencia práctica en la caracterización de dichos materiales. Algunas técnicas que serán utilizadas para dicha caracterización son: espectroscopia de electrones fotoemitidos (XPS), espectroscopia de electrones Auger (AES), Microscopia de fuerza atómica (AFM), microscopia electrónica de barrido (SEM), Microscopia de transmisión (TEM), difracción de rayos X (XRD), entre otras. Por lo cual, se proponen las siguientes metas específicas: Primer año. -Seminarios por parte de los expertos del grupo. Se propone una serie de seminarios para los estudiantes en el que los académicos participantes aborden los fundamentos de la técnica así como ventajas y desventajas del ALD para los proyectos particulares que se encuentran actualmente desarrollando. -Prácticas de laboratorio de ALD. Las prácticas de ALD serán enfocadas principalmente sobre nanotubos de carbono y sustratos de silicio. Para el caso de nanotubos de carbono, los materiales serán caracterizados mediante XPS, TEM y XRD para su posterior evaluación como fotocatalizadores. Para esto, se hará uso del sistema de degradación de tintes Rayonet, con que se cuenta actualmente. Los materiales que se propone trabajar son TiO2 y Al2O3. Para el caso de la síntesis sobre sustratos de silicio se propone realizar una caracterización por AES, AFM y elipsometría. Posteriormente los materiales podrán ser evaluados eléctricamente haciendo uso de la estación de prueba SemiProbe y ópticamente mediante el espectrofotómetro UV-VIS. Se propone trabajar igualmente con TiO2 y Al2O3. -Memorias de las prácticas de laboratorio. -Presentación de un trabajo en congreso nacional. -Elaboración de un manual de prácticas por la técnica ALD.
metadata.dcterms.provenance: Centro de Nanociencias y Nanotecnología
metadata.dc.subject.DGAPA: Física
metadata.dc.type: Proyecto PAPIME
Aparece en las colecciones: 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

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