Estructura y características que deberá contener::

QUIMICA DE SEMICONDUCTORES EN MICROESCALA
Nota: debido a la alta productividad mostrada en este periodo, solicitamos por la presente que
este proyecto continúe de Ene 06 a Dic 08.
Inv. Responsable: Dr. Jorge Ibáñez Cornejo
Estructura y características::
a) Antecedentes
Hemos trabajado en el estudio de materiales semiconductores en microescala en las siguientes vertientes:
a) Producción de celdas fotovoltaicas en miniatura a partir de materiales y compuestos sencillos y accesibles
b) Utilización del fenómeno fotocatalítico para la reducción de iones metálicos y la oxidación simultánea de
substancias orgánicas
c) Estudio de la disolución asistida por luz y por ligantes de óxidos semiconductores
d) Estimación del potencial de carga cero de óxidos aislantes o semiconductores.
b) Originalidad
Parte a). No conocemos reportes en la literatura que hayan abordado la producción de celdas fotovoltaicas de óxido
cuproso en microescala, con materiales sencillos, y por tres técnicas diferentes: térmica, química y electroquímica.
Nos interesa utilizar pruebas potenciostáticas para conocer si se produce un semiconductor tipo p o tipo n.
Parte b). Son muy escasos los reportes en la literatura de reacciones de tratamiento de contaminantes de una manera
simultánea. Nosotros hemos trabajado en la reducción de iones cobre y la oxidación de sustancias orgánicas que
simulen contaminantes (p. ej., alcohol y ác. cítrico).
Parte c). Hemos trabajado en la disolución fotoasistida de óxido de hierro (III), y encontramos que involucra la
formación de complejos inorgánicos en función de la especiación del ligante (p. ej. oxalato).
Parte d). Hemos diseñado un sistema en microescala para la obtención de puntos de carga cero de óxidos metálicos
semiconductores y aislantes con una sola titulación y la de un blanco.
c) Objetivos

Objetivo General
Estudiar materiales semiconductores para su uso en captación y utilización de energía luminosa, y estudiar
técnicas sencillas de caracterización tales como la determinación de su pzc.

Objetivos Particulares
Continuar el estudio de la producción térmica, química y electroquímica del óxido cuproso para la producción de
celdas fotoeléctricas en microescala, y estudiar un método electroquímico para evaluar si la fotorrespuesta
es tipo p o tipon.
Estudiar la disolución de óxidos durante la determinación de su pzc.
Usar el óxido de titanio para evaluar su fotorrespuesta en presencia de iones haluro.
d) Metas

Metas científicas
Encontrar un material con función trabajo adecuada y fácilmente accesible para formar una unión óhmica sobre
el óxido cuproso crecido en un sustrato de cobre metálico.
Producir térmica, química y electroquímicamente al óxido cuproso para la producción de celdas fotoeléctricas en
microescala, y estudiar un método electroquímico para evaluar si la fotorrespuesta es tipo p o tipon.
Analizar el problema de la disolución del óxido de magnesio durante la determinación de su pzc.
Estudiar el efecto de los diferentes iones haluro sobre el óxido de titanio en función de la temperatura.
e) Metodología científica.
Meta 1. Producir electroquímicamente al Cu2O y recubrirlo con materiales que tengan una función trabajo mayor (por
ejemplo, mediante evaporación al vacío). Posteriormente hacer los contactos óhmicos con un medidor de voltaje y
evaluar su fotorrespuesta bajo iluminación visible.
Meta 2. Reproducir las diferentes preparaciones del Cu2O que hemos desarrollado en la UIA y mediante un sistema
potenciostático establecer un protocolo para conocer el tipo de fotorrespuesta (p o n).
Meta 3. Analizar la solubilidad teórica/experimental y ver cómo afecta a la determinación del pzc del MgO.
Meta 4. Evaluar el efecto de la oxidación de los iones haluro sobre una superficie de óxido de titanio en función de la
temperatura.
f) Grupo de trabajo

Institución (es) participante (s)
UIA (Deptos. De ICQ y de Ingenierías), Gerhard Mercator Universitat, Duisburg, Germany, y Universidad de
Guadalajara.

Integrantes
Dr. Jorge Ibáñez Cornejo, responsable.
Dr. Michael Tausch (Gerhard Mercator Universitat), Dr. Norberto Casillas Santana (Universidad de Guadalajara),
MC Adolfo Finck Pastrana (Depto. de Ingenierías), Dra. Patricia Balderas Hernández, Prof. Elizabeth García
Pintor.
Alumnos: Alejandro Correa Ibarguengoitia (licenciatura en Ing. Física).
g) Infraestructura disponible
Tres potenciostatos versátiles para análisis y seguimiento de reacciones electroquímicas
2 fuentes de poder reguladas
2 graficadoras
microtorno
medidores de conductividad y de pH
4 multímetros
hornos eléctricos
balanza analítica
bombas mecánicas y peristálticas
máquina cortadora de vidrio
varias celdas electroquímicas
cincuenta electrodos de diversa índole
Electrodo de Disco Rotatorio marca Pine
lámparas de ultravioleta
tanques de gases varios
controlador de temperatura
espectrofotómetro visible
micropipetas digitales
computadora
campanas de humos
muflas
Además, el Depto. de ICQ de la UIA cuenta con varios laboratorios de química, de ingeniería química, de investigación,
y de instrumentación. En el departamento de Ingeniería Química se cuenta además con un almacén relativamente grande
de reactivos y material. Como apoyo, se cuenta en la UIA con laboratorios de electrónica, de instrumentación y un taller
mecánico.
h) Programa de actividades
1. Fotocatálisis
Revisión bibliográfica: Enero-Marzo
Pruebas experimentales con TiO2 en soluciones con Ag+ y Ni2+ en función del potencial de diferentes sustancias orgánicas. AbrilSeptiembre.
Escritura de artículo: Noviembre
Elaboración de reportes: Junio, Noviembre.
2. pzc y su afectación por solubilidad.
Revisión bibliográfica: Enero-Marzo
Estudio teórico: Abril
Evaluación de pzc en función de la concentración: Mayo-Junio
Elaboración de reportes: Junio, Noviembre.
3. Pruebas de formación y de reproducibilidad de celdas de Cu 2O en microescala
Revisión bibliográfica: Enero-Marzo
Producción Térmica de Cu2O: Abril
Producción Química de Cu2O: Mayo-Junio
Producción Electroquímica de Cu2O: Julio- Agosto
Análisis del tipo de respuesta del Cu2O: Septiembre-Octubre
Escritura de artículo: Noviembre
Elaboración de reportes: Junio, Noviembre.
4. Efecto de los iones haluro sobre el TiO2.
Revisión bibliográfica: Enero-Marzo
Análisis del efecto de los iones haluro en función de la temperatura, a partir de voltamperogramas obtenidos en la U. de
Guadalajara. Abril-Junio.
Escritura de artículo: Julio.
Elaboración de reportes: Junio, Noviembre.
i) Presupuesto

Gasto corriente: artículos
de consumo, no
inventariables
 Honorarios por servicios
profesionales:
Viajes y viáticos del grupo de
trabajo:

Becarios:

Fotocopias

Mensajería

Papeleria
Reactivos, material de vidrio,
electrodos, reparaciones.
$20,000
Apoyo de nuestra auxiliar, Dra,
Patricia Balderas Hernández. 10
horas por semana, a 140 pesos la
hora:
Desplazamiento hacia y desde la U.
de Guadalajara para
experimentación, pruebas y
reuniones de avance
$67,200
$10,000
$10,000
TOTAL SOLICITADO
$1000
$1000
$1000
$110,200
j) Consistencia con los programas de desarrollo de la UIA e instituciones participantes.
Es una continuación, por lo que este rubro ya ha sido avalado antes.
k) Resultados entregables

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Publicación de artículos originales en revistas científicas con arbitraje estricto: 2 o 3
Presentación de trabajos arbitrados, en Congresos Científicos de reconocido prestigio: 1 o 2