Dr. Wencel De la Cruz Hernández
Jefe del Departamento
Líneas de Investigación
Estudio experimental y teórico de las propiedades físicas y químicas de películas delgadas, nanopartículas, cúmulos, superficies e interfases y sus aplicaciones.
Objetivo
El principal objetivo de nuestro departamento es la investigación y elaboración de materiales novedosos con potencial aplicación tecnológica, particularmente en forma de películas delgadas y nanopartículas.
Se realizan estudios teóricos y experimentales de las propiedades físicas y químicas de nitruros y óxidos de metales de transición, materiales luminiscentes, superconductores, cúmulos de oro y plata, catalizadores, grafeno, aceros, etc.
El Departamento de Físicoquímica de Nanomateriales se encuentra constituido por 6 grupos de trabajos que son:
Física de superficies
Responsables: Dr. Leonel Cota y Dr. Mario Farias
Línea de investigación: propiedades mecánicas, químicas y físicas de películas delgadas
Encontrar nuevos materiales, y formas de aplicar algunos ya existentes, para mejorar el rendimiento de máquinas y herramientas mediante el empleo de recubrimientos protectores.
Se pretende llegar a abarcar aspectos prácticos e ingenieriles. Por ejemplo, recubrir objetos de superficies de geometría caprichosa, para los cuales no hay al momento una solución técnica única. También se vuelve importante encontrar aquellos materiales que presenten una buena adherencia en aceros y cerámicas, o bien, idear capas amortiguadoras que permitan obtener la adecuada adherencia por la liberación -o absorción- de los esfuerzos interfaciales intrínsecos y los generados por las diferencias de coeficientes de expansión.
También se busca realizar una aportación concreta al conocimiento universal de un grupo importante de materiales: los carburos y nitruros de metales de transición atacando por frentes teórico y el experimental. Estos materiales pueden ser producidos utilizando la técnica de ablación láser reactiva o de erosión iónica reactiva y pudiendose ser analizados en forma in situ mediante las técnicas de XPS, AES y REELS.
Publicaciones:
A. Garzon-Fontecha, H.A. Castillo, E. Restrepo-Parra, W. De La Cruz. “The role of the nitrogen flow rate on the transport properties of CrN thin films produced by DC magnetron sputtering”. Surface&Coatings Technology 334 (2018) 98–104. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.11.009.
A.C. Ferrel-Alvarez, M.A. Domínguez-Crespo, H. Cong, A.M. Torres-Huerta, S.B. Brachetti-Sibaja, W. De La Cruz. “Synthesis and surface characterization of the La0.7-xPrxCa0.3MnO3 (LPCM) perovskite by a non-conventional microwave irradiation method”. Journal of Alloys and Compounds 735 (2018) 1750e1758. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.11.306
“Enhanced Crystalline Size of Undoped GaN Powders Obtained by Nitridation of Metallic Gallium,” E. Gastellou, C. Morales, R. Garcia, G. Garcia, G.A. Hirata, R. Galeazzi, A.M. Herrera, E. Rosendo, T. Diaz, J.R. Ramos, R. Romano and A. Coyopol, Optical Materials 83 (2018) 220
Responsable: Dra. Nina Bogdanchikova
Participantes:
Dr. Juan Carlos García Ramos y Dra. Yanis Toledano
Líneas de investigación
Estudiar la citotoxicidad y genotoxicidad de nanomateriales que sean candidatos para alcanzar una aplicación que involucre contacto directo o indirecto con humanos, animales y plantas
Equipo Mayor:
Publicaciones:
Toledano-Magaña Y, García-Ramos JC, Torres-Gutiérrez C*, VázquezGasser C, Esquivel-Sánchez JM*, Flores-Alamo M, Ortiz-Frade L, Galindo-Murillo R, Nequiz M, Gudiño-Zayas M, Laclette JP, Carrero JC, Ruiz-Azuara L. WaterSoluble Ruthenium (II) Chiral Heteroleptic Complexes with Amoebicidal in Vitro and in Vivo Activity. J Med Chem. 2017 Feb 9;60(3):899-912. doi:10.1021/acs.jmedchem.6b00795.
García-Ramos JC, Gutiérrez AG*, Vázquez-Aguirre A*, Toledano-Magaña Y, Alonso-Sáenz AL*, Gómez-Vidales V, Flores-Alamo M, Mejía C, Ruiz-Azuara L. The mitochondrial apoptotic pathway is induced by Cu(II) antineoplastic compounds (Casiopeínas®) in SK-N-SH neuroblastoma cells after short exposure times. Biometals. 2017 Feb;30(1):43-58. doi: 10.1007/s10534-016-9983-8.
Juan Carlos García-Ramos, Guadalupe Vértiz-Serrano, Lucia Macías Rosales*, Rodrigo Galindo-Murillo, Yanis Toledano-Magaña, Juan Pablo Bernal*, Fernando Cortés-Guzmán, Lena Ruiz-Azuara. Isomeric Effect on the Pharmacokinetic Behavior of Anticancer CuIIMixed Chelate Complexes: Experimental and Theoretical Approach. 2017 Jan;2017(12):1728–1736. DOI: 10.1002/ejic.201601199
Arturo Verduzco-Ramírez, Silvia Graciela Manzanilla-Dávila*, María Eugenia Morales-Guillén*, Juan Carlos GarcíaRamos, Yanis Toledano-Magaña, Armando Marin-Becerra, Marcos Flores-Álamo, Luis Antonio Ortiz-Frade, Luis Fernando Olguín-Contreras and Lena Ruiz-Azuara.Essential Metal-based drugs: Correlation Between Redox Potential and Biological Activity of M2+with a N2O2 Ligand. J. Mex. Chem. Soc. 2017, 61(2), 109-119. ISSN 1870-249X
Ingeniería de Superficies y Nanoestructuras
Responsable: Dr. Hugo Tiznado
Las líneas de investigación actuales se concentran en la fabricación de nuevos materiales a través de la técnica ALD (atomiclayerdeposition) para aplicaciones diversas, entre estas líneas se encuentran:
Desarrollo de materiales 1D: recubrimiento de nanotubos de carbono como plantillas removibles para aplicaciones diversas, recubrimiento de nanoparticulas, polvos, hilos, etc.
Desarrollo de materiales 2D: Fabricación de películas delgadas en forma de nanolaminados de materiales dieléctricos a través de ALD térmico.
Personal Asociado
Dr. Hugo JesúsTiznado Vázquez, InvestigadorAsociado C. Centro de Nanociencias y Nanotecnología – UNAM. ( tiznado@cnyn.unam.mx).
Dr. Mario H. Farías Sánchez , Investigador Titular C , Centro de Nanociencias y Nanotecnología – UNAM. ( mario@cnyn.unam.mx).
Dr. Hugo Alejandro BorbónNúñez, CátedraCONACYT. ( hborbon@cnyn.unam.mx).
Dr. Javier Alonso López Medina, Cátedra CONACYT. ( javierlo21@cnyn.unam.mx).
Dr. Eder German Lizarraga MedinaPosdoctorado – DGAPA. ( eder@cnyn.unam.mx).
Infraestructura:
Publicaciones:
NANODID 
(Grupo de Nanociencias para el Desarrollo e Implementación de Dispositivos)
Responsable: Dr. Wencel De La Cruz
Línea de investigación:
Fabricación de dispositivos a escala micro y nano.
Objetivo:
Estudiar la funcionalidad de dispositivos cuando a uno o a varios de los materiales que lo constituyen se le es modificado su física y/o química
Líneas de trabajo:
Dispositivos eléctricos:
Estudios de dispositivos para electrónica flexible. Los dispositivos de interés son: resistencia, diodos y transistores
Dispositivos ópticos:
Estudios de dispositivos fotónicos integrados para tecnologías cuánticas. Los dispositivos son a base de guias de ondas (Colaboración con el Linoc de óptica del CICESE).
Infraestructura:
Publicaciones recientes:
1.A. Garzon‐Fontecha, W. De La Cruz, M. Quevedo. “Electrical, optical, and structural characterization of p‐type N‐doped SnO thin films prepared by thermal oxidation of sputtered SnNx thin films”. Surf Interface Anal. (2017); 49:1225–1231. DOI: 10.1002/sia.6313
2.D. E. Guzmán-Caballero , M. A. Quevedo-López, W. De la Cruz and R. Ramírez-Bon. “Fully patterned p-channel SnO TFTs using transparent Al2O3 gate insulator and ITO as source and drain contacts”. Semicond. Sci. Technol. 33 (2018) 035010 (8pp). HTTPS://DOI.ORG/10.1088/1361-6641/AAA7A6
3.L.F. Mulcué Nieto, W. Saldarriaga, W. de la Cruz, E. Restrepo. “ Structural, morphological, electrical and optical properties of amorphous InxAl1-xN thin films for photovoltaic applications”. Journal of Non-Crystalline Solids 499 (2018) 328–336.
Responsable: Dr. Gustavo Hirata
Líneas de investigación
Rare-earth-doped Y3Al5O12 (YAG) Nanophosphors: Synthesis, Surface functionalization and Applications in Thermoluminescence Dosimetry and Nanomedicine,” (Review Paper), A. Jain, P. Sengar and G.A. Hirata, J. Physics D: Appl. Phys. 51 (2018) DOI: 10.1088/1361-6463/aaca49
“Magnetic-luminescent cerium-doped gadolinium aluminum garnet nanoparticles for simultaneous imaging and photodynamic therapy of cancer cells,” A. Jain, R. Koyani, C. Muñoz, P. Sengar, O.E. Contreras, P. Juarez and G.A. Hirata, J. Colloid Interf. Sci. 526 (2018) 220
“Functionalized Rare Earth-doped Nanoparticles for breast cancer nanodiagnostic using Fluorescence and CT Imaging,” A. Jain, P.G.J. Fournier, V. Mendoza, P. Sengar, F. Guerra, E. Iñiguez, T.G. Kretzschmar, G.A. Hirata and P. Juarez. J. Nanobiotechnol. 16 (2018) DOI: 10.1186/s12951-018-0359-9
“Cytotoxicity, genotoxicity and uptake detection of folic acid-functionalized green upconversion nanoparticles Y2O3:Er3+,Yb3+ as biolabels for cancer cells,” D.H. Chávez, K.O. Juárez, C.H. Campos, E.M. Tejeda, J. Alderete and G.A. Hirata, J. Mater. Sci. 53 (2018) DOI: 10.1007/S10853-017-1946-0
Propiedades Electrónicas de Sistemas Cristalinos
Responsable: Dr. Homero Galván
Líneas de investigación
Monometálicos, bimetálicos y trimetálicos MMo(1-x)W(x)S2, M=Co, Ni, Fe, Cu,etc. Zeloitas tipo Si-erionita, Faujasita, Mordenita con lusters en su cavidad.Soportes de diferentes tipos como: Al2O2, TiO etc. y ver su efecto de superficie.γ-Bi2MoO6.
•Extended Huckel
•Quantum Expresso
•Wien2K
•Gaussian 09
•VASP
WEST (http://www.west-code.org/)
Yambo (http://www.yambo-code.org/)
EPW (http://epw.org.uk/).
Octopus (http://octopus-code.org/wiki/Main_Page).
DDSCAT (http://www.ddscat.org/).
DP (http://dp-code.org/)
Lista de Colaboradores:
Nacionales:
Internacionales:
E. I. Palos, J. I. Paez, A. Reyes-Serrato, D. H. Galvan, Electronic structure calculations for rhenium carbonitride: an extended Hückel study, Physica Scripta.
J. R. Rodriguez, Y. Verde-Gomez, J.N. Diaz de Leon, J. Antunez-Garcia, D. H. Galvan, S. Fuentes_Moyado, G. Alonso-Nuñez. Effect of Mn on Pt nanoparticles supported on MWCNT in the methanol Electro-Oxidation Reaction.
L. Pérez-Cabrera, J. N. Diaz de Leon, J. Antúnez-García, D. H. Galvan, G. Alonso-Núñez, S. Fuentes-Moyado, Isomorphic substitution of Mg2+ by Al3+ on MgO: effects on basicity, textural properties and microstructure. J. Mat.Sci.
J. N. Díaz de León, J. Antúnez-García, G. Alonso-Núñez, T. Zepeda, D. H. Galvan, J.A.delos Reyes, S. Fuentes-Moyado, Underestanding of the support effects in NiWhydrodesulfurization catalysts from experiment and DFT, Appl. Catalysis B: Envinmental.Appl. Cat. B: Enviromental.
Personal Académico
El personal académico del Departamento de Fisicoquímica de Nanamoateriales está formado por 9 investigadores, ocho titulares (cuatro “C”, dos “B” y dos “A”) y un asociado “C”, así como dos técnicos, uno titular “C” y otro asociado “C”.
Investigadores UNAM:
Dra. Nina Bogdantchikova, Titular C, SNI III, PRIDE D
Dr. Felipe Castillón Barraza, Titular A, SNI I, PRIDE C
Dr. Leonel Cota Araiza, Titular B, SNI III, PRIDE D
Dr. Wencel José De La Cruz Hernández, Titular A, SNI III, PRIDE C
Dr. Mario Humberto Farías Sánchez, Titular C, SNI III, PRIDE C
Dr. Donald Homero Galván Martínez, Titular C, SNI II, PRIDE D
Dr. Gustavo Alonso Hirata Flores, Titular C, SNI III, PRIDE D
Dr. Hugo Jesús Tiznado Vásquez, Asociado C, SNI II, PRIDE C
Investigadores CONACYT:
Dra. Yanis Toledano
Dr. Juan Carlos García Ramos
Dr. Javier López Medina
Dr. Hugo Borbon
Técnicos:
Dr. Jesús Antonio Díaz Hernández, Titular C, SNI I, PRIDE D
M.C. David Dominguez, Titular B, PRIDE C
Posdoctorado:
Dr. Eder Lizárraga Medina (DGAPA – UNAM)
Productividad
“Insulating Carbon Nanotubes by Atomic Layer Deposition for Electrical Wiring Purposes”.
J. M. Romo-Herrera, O.E. Contreras, D. Domínguez, J.R. Rodríguez, G. Alonso-Núñez, F. Muñoz-Muñoz and H. Tiznado.
J.Nano.Nano. (in press).
“Pulsed-bed atomic layer deposition setup for powder coating”.
H. Tiznado, D. Domínguez, F. Muñoz- Muñoz, J. M. Romo-Herrera, R. Machorro, O.E. Contreras and G. Soto.
Powder Technology 267: 201 (2014).
“Nanocomposite YCrO3/Al2O3: Characterization of the Core−Shell, Magnetic Properties, and Enhancement of Dielectric Properties”.
A. Durán, H. Tiznado, J. M. Romo-Herrera, D. Domínguez, R. Escudero and J. Siqueiros.
Inorg.Chem. 53: 4872 (2014).
“Organized plasmonic clusters with high coordination number and extraordinary SERS enhancement”.
N. Pazos-Pérez, C.S. Wagner, J.M. Romo-Herrera, L.M. Liz-Marzán, F.J. García de abajo, A. Wittemann, A. Fery and R.A. Alvarez-Puebla.
Ang.Chem.Int.Ed. 51: 12688 (2012).
“Covalently bonded three-dimensional carbón nanotube solids via boron induced nanojunctions”.
D.P. Hashim, N.T. Narayanan, J.M. Romo-Herrera, D.A. Cullen, M.G. Hahm, P.Lezzi, J.R.Suttle, D.Kelkhoff, E.Muñoz-Sandoval, S. Ganguli, A.Roy, D.J.Smith, R.Vajtai, B.G.Sumpter, V.Meunier, H.Terrones, M.Terrones and P.M.Ajayan.Scientific Reports 2: 363 (2012).
Laboratorios
Ingenieria de superficies (A cargo del Dr. Hugo Tiznado)
Sintesis de Nanomateriales (A cargo del Dr. Hugo Tiznado)
XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) (A cargo del Jefe del Departamento en turno)
Ablación láser (A cargo del Jefe del Departamento en turno)
Luminiscencia (A cargo del Dr. Gustavo Hirata)
Sintésis de recubrimientos por sputtering (A cargo del Dr. Wencel De La Cruz)
Laboratorio de Nanomedicina (A cargo del Dra. Nina Bogdanchikova)
Estudiantes asociados
Doctorado
| Fabian Herrera Rodriguez | Posgrado en Física de Materiales CICESE-UNAM | Asesor: Maria Guadalupe Moreno A |
|
Roberto Carlos Gonzalez Ariza |
||
| Juan Antonio Aliaga | Universidad de Chile, Santiago de Chile | Asesor: Dr. Gabriel Nuñez |
| Posgrado en Física de Materiales CICESE-UNAM | ||
| Zaira Itzel Bedolla | Posgrado de Ciencia e Ingeniería de Materiales UNAM |
Maestría
| Roberto Carlos Gonzalez Ariza | Universidad del Norte, Barranquilla, Colombia | Co-Asesor: Maria G. Moreno Armenta |
| Omar Perez Valdominos | Posgrado en Física de Materiales CICESE-UNAM | Asesor: Dr. Oscar Edel Contreras/Dr. Sergio Águila Puentes |
| Francisco R. Mayboca Ch. | Posgrado en Física de Materiales CICESE-UNAM | |
| Posg. en Ciencias e Ingeniería de Materiales, UNAM | ||
| Posgrado en Física de Materiales CICESE-UNAM | Asesor: Dr. José Manuel Romo | |
| Posgrado en Física de Materiales CICESE-UNAM | Asesor: Dr. José Manuel Romo |
Colaboraciones
Colaboraciones Activas
Universidad de Texas en Dallas. Grupo del profesor Manuel Quevedo. Richardson, Texas, Estados Unidos
CICATA. Grupo del profesor Miguel Domínguez. Altamtira, Tampico, México
CINVESTAV. Grupo del profesor Alberto Herrera. Queretaro, Queretaro, México
Historial de Colaboraciones
Dr. Amilkar Fragiel Alcina, Instituto de Ingeniería-Ministerio de Ciencia y Tecnología, Venezuela.
Dr. Bernardo Campillo, Instituto de Ciencias Físicas de la UNAM, Cuernavaca, Mor.
Dr. Jorge Muñoz Saldaña, CINVESTAV-IPN, Unidad Querétaro, Querétaro, Qro.
Dra. María H. Staia, Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de los Materiales, Universidad Central de Venezuela.
Dr. Ángel Licea Claverie, Centro de Graduados e Investigación, Instituto Tecnológico de Tijuana
Dra. Rosa María Félix, Centro de Graduados e Investigación, Instituto Tecnológico de Tijuana
Dr. Shui Wai Lin Ho, Centro de Graduados e Investigación, Instituto Tecnológico de Tijuana
M. en C. Esbaide Adem Chaín, Instituto de Física de la UNAM.
Dr. José Alberto Duarte Moller, CIMAV, Chihuahua, Chih.
Dr. Francisco Yubero, Instituto de Ciencias de Materiales de Sevilla, España
Dr. Sven Tougaard, Universidad de Odense, Dinamarca
Dr. Pascual Bartolo, CINVESTAV, Mérida.
Dr. Carlos Rincón, Universidad del Cauca, Colombia
Dr. Gabriel Peña, Universidad de Paulo Santander, Cúcuta, Colombia
Dr. José Araya, Universidad de Costa Rica
Dr. Manuel García Méndez, Universidad Autónoma de Nuevo León, México
Dr. Eduardo Pérez Tijerina, Universidad Autónoma de Nuevo León, México
Dr. Víctor Manuel Soto, Universidad de Guadalajara, México
Dr. Sergio Gómez Salazar, Universidad de Guadalajara, México
Dr. Raúl Balderas, Instituto en Investigación en Comunicación Óptica de San Luis Potosí, México
Dr. Alfonso Devia, Universidad Nacional de Colombia
Dr. Alejandro Martínez, Facultad de Ciencias, Universidad Autónoma de Baja California, México
Dra. Mayra Paulina Hernández Sánchez, IMRE de la Universidad de La Habana, Cuba.
Dr. José Fernando Fernández Bertrán, IMRE de la Universidad de La Habana, Cuba
Dr. Bruce Koel, Lehigh University
Prof. FranciscoZaera, University of California, Riverside USA
Dr. Joanna McKitrick, University of California, San Diego, USA
Dr. L. Prati, Dipartimento di Chimica Inorganica, Metallorganica ed Analitica, Università di Milano, Italy
Dr. J. Perez-Ramirez, Catalan Institution for Research, Catalonia Spain
Dra. V. Pitchon, Laboratoire des Matériaux, Surfaces et Procédés pour la Catalyse, France
Dr. P. Claus, Institute of Chemical Technology II, Darmstadt University
Dr. V. Burmistrov, Compania Vector Vita, Rusia
Dra. G. Odegova, Boreskov Institute of Catalysis, Pr. Akademika Lavrentieva, Russia
Dr. A. Tompos, Institute of Surface Chemistry and Catalysis, Hungary
Dr. C. Gluhoi, B. E. Nieuwenhuys Leids Instituut voor chemisch onderzoek, The Netherlands
Dr. A. Pestryakov, Tomsk Polytechnic University, Russia
Dr. E. Lima, Departamento de Química, Universidad Autónoma Metropolitana, México D. F.
Dr. V. Gurin, BSU, Minsk, Bielorrusia
Dr. S. Fiddy, Southampton University, Southampton, UK
Dr. S. Ogden, Southampton University, Southampton, UK
Prof. J. L. Margitfalvi, Chemical Research Center, Budapest, Hungría
Dr. P. Bosch, Instituto de Materiales, UNAM
Prof. Jan Talbot de la Universidad de California en San Diego, USA
Prof. Steve DenBaars Universidad de California en Santa Bárbara, USA
Prof. Ram Seshadri de la Universidad de California en Santa Bárbara, USA
Dr. Rafael García de la Universidad Estatal de Arizona, USA
Prof. Fernando Ponce de la Universidad Estatal de Arizona, USA
Dra. Luisa Fernanda Cueto de la Universidad Autónoma de Nuevo León, México
Dra. Leticia Torres de la Universidad Autónoma de Nuevo León, México
Dr. Elder de la Rosa del Instituto de Investigaciones en Óptica de León Guanajuato
Proyectos vigentes
Proyectos vigentes (2019)
PAPIIT-DGAPA-UNAM, “Desarrollo de dieléctricos nano-estructurados 2D para capacitores MOS”, IN112117. (Responsable). 2017-2019. Monto: $250,000 pesos por año.
Responsable Técnico: Dr. Mario Farias
Ingenieria de brecha prohibida (Eg) en Zeolitas. Propuesta A1-5-33492. Proyecto aceptado.
Responsable Técnico: Dr. Donald H. Galvan
PAPIIT, “Nanomateriales magneto-luminiscentes para biodetección por fluorescencia y terapia magnetotérmica,” (IN-111017). (2017-2019).
Responsable Técnico: Dr. Gustavo Hirata
CONACYT No. 284548, “Materiales Optomagnéticos: Síntesis y su aplicación como nanotermómetros y terapia fotodinámica” (2018-2020).
Responsable Técnico: Dr. Gustavo Hirata
Proyectos en 2018
Laboratorio Nacional de Nanofabricación. Conacyt No 294452
Responsable Técnico: Dr. Wencel De La Cruz
PAPIIT-DGAPA-UNAM, “Desarrollo de dieléctricos nano-estructurados 2D para capacitores MOS”, IN112117. (Responsable). 2017-2019. Monto: $250,000 pesos por año.
Responsable Técnico: Dr. Mario Farias
Proyectos anteriores (2012)
Nombre: Estudio del mecanismo de formación y estabilización en zeolitas de las especies de oro activas en reacciones catalíticas.
Proyecto: CONACyT.
Responsable: Dra. Nina Bogdanchikova.
Nombre: Comparación de los mecanismos de formación y la estabilidad de cúmulos de plata y oro en zeolitas.
Proyecto: PAPIIT-UNAM.
Responsable: Dra. Nina Bogdanchikova.
Nombre: La química de superficies de nano-películas depositadas por capa atómica (Atomic Layer Deposition, ALD) procesos para la manofactura de dispositivos electrónicos.
Proyecto: CONACyT.
Responsable: Dr. Hugo Tiznado.
Nombre: Desarrollo de materiales luminiscentes y su aplicación en lamparas de luz blanca de bajo consumo de energía.
Proyecto:CONACyT.
Responsable: Dr. Gustavo Hirata.
Nombre: Desarrollo de nanomateriales luminiscentes aplicados a medicina y biotecnología.
Proyecto:PAPIIT-UNAM.
Responsable: Dr. Gustavo Hirata.