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Tema de Tesis
Temas de Tesis de Maestría:

1. 1 “Sistemas de dos niveles: tunelaje de Landau-Zener en un doble punto cuántico”

Descripción: El objetivo de este estudio es familiarizar al estudiante con la física cuántica de sistemas de dos niveles en general y ver su aplicación específica al entendimiento de experimentos que involucran las llamadas transiciones Landau-Zener. El alumno realizará cálculos numéricos usando el formalismo de la ecuación maestra de la matriz densidad.

Las propiedades de sistemas de dos niveles han resultado ser de gran interés en Mecánica Cuántica por su ubicuidad en diferentes áreas, empezando por el espín de una partícula e incluyendo diferentes situaciones en donde la dinámica importante del sistema involucra dos niveles y el efecto de los demás se puede incluir en forma aproximada. Este es el caso, por ejemplo, del sistema de doble punto cuántico (DPC), con un electrón en cada PC. Se llama tunelaje de Landau-Zener a la transición que ocurre entre niveles de energía en un anticruce del espectro, en condiciones apropiadas. Este fenómeno ha sido observado experimentalmente en un DPC a partir de transiciones entre los estados singlete-triplete del sistema.

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• Dr. Ernesto Cota Araiza
  Departamento de Física Teórica
  ernesto@cnyn.unam.mx
  Tel: (646) 175 0650 ext 409 o desde el DF: 5622 6153 ext. 409

1. 2 “Materiales nanoestructurados con aplicaciones en electrónica”

Descripción: El objetivo de este estudio es sintetizar materiales dieléctricos nanolaminados de alta constante dieléctrica (alta-k). El ordenamiento en forma de nanolaminado ha demostrado proveer control sobre las propiedades ópticas y eléctricas del composito resultante. La técnica de crecimiento es “atomic layer deposition, ALD”. Las técnicas de caracterización son aquellas sensibles a la superficie, tales como, XPS, Auger, mientras que las propiedades ópticas se estudian mediante elipsometría espectroscópica y REELS. Las propiedades eléctricas se estudian a través de curvas voltaje-capacitancia en capacitores construidos a base de películas delgadas. El estudio de nuevos materiales de alta-k es importante porque es necesario reemplazar los materiales dieléctricos que actualmente se emplean en las compuertas de los transistores FET de los circuitos integrados en los dispositivos electrónicos actuales.

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• Dr. Hugo Tiznado
  Departamento de Fisicoquímica
  tiznado@cnyn.unam.mx;
  Tel: (646) 175 0650 ext 438 o desde el DF: 5622 6153 ext 438

1. 3 “Materiales Fotocatalíticos”

Desarrollo de compuestos (composites) metal-soporte, semiconductor-soporte, metal-semiconductor-soporte basados en soportes zeolíticos. Polvos, películas, membranas o recubrimientos.

Desarrollo de materiales compuestos (composites) fotocatalíticos para la generación de hidrógeno en celdas de combustible.

Descripción: Un campo de la nanociencia y la nanotecnología, en el que actualmente se desarrollan numerosos proyectos de investigación científico-tecnológicos, es la concepción y fabricación de fotocatalizadores nanoestructurados para mejorar la eficiencia de los procesos fotocatalíticos. Como objetivos de tales estudios están que el estudiante sea capaz de sintetizar compuestos nanoestructurados cuyas propiedades son el producto de las propiedades de los materiales microporosos zeolíticos utilizados como soporte con las propiedades físicoquímicas de las nanopartículas metal y/o semiconductoras crecidas sobres sus superficies; sea capaz de entender y explicar los procesos fisicoquímicos de tales sistemas fotocatalíticos, tanto en la síntesis como durante la caracterización de los mismos, así como en los procesos propiamente fotocatalíticos que permitan una evaluación de las potencialidades de aplicación tecnológica. Para el desarrollo de la investigación requerirá del empleo de técnicas como DRX, SEM, EDS, TEM, ICP para la caracterización estructural, morfológica y de composición química; UV-VIS, IR, RAMAN, Fotoluminiscencia para la caracterización óptica-espectral; el uso o diseño de reactores catalíticos o fotocatalíticos para la evaluación de los productos mediante analizadores TCD de gases y cromatografía en caso de líquidos, entre otras.

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• Dr. Oscar Raymond Herrera
  Departamento de Materiales Avanzados
  raymond@cnyn.unam.mx
  Tel: (646) 175 0650 ext 413 o desde el DF: 5622 6153 ext. 413

1. 4 “Aplicación de técnicas espectroscópicas in-situ en el análisis de la formación de las nanopartículas de Au”

Descripción: Este proyecto se enfoca en el estudio de la dinámica de la formación de las nanopartículas de oro sobre diferentes soportes bajo tratamientos térmicos en diferentes atmósferas, usando espectroscopia de UV-Vis in situ, FTIR in situ y el análisis en fase gaseosa a través de espectroscopia de masas. La modalidad in situ se vuelve relevante porque hace referencia a la toma de mediciones en condiciones reales. La espectroscopia de UV-Vis es informativa en el caso de las nanopartículas de Au debido a la fácil detección del plasmón de superficie característico de las nanopartículas de Au. La posición del plasmón depende de diferentes factores, tales como el tamaño de las nanopartículas, función dieléctrica del medio y la distancia entre las partículas. Recientemente, se han desarrollado espectrómetros con tiempo de medición suficiente corto y sondas de fibras ópticas estables inclusive a temperaturas altas. Estos avances tecnológicos permiten la aplicación efectiva de esta técnica para estudiar in situ la dinámica de la formación de las nanopartículas de Au. La combinación del análisis de la descomposición del precursor de las nanopartículas de Au por espectroscopia de UV-Vis in situ y FTIR in situ con el análisis en fase gaseosa a través de espectroscopia de masas permite evaluar los factores claves de la formación de las nanopartículas de Au.

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• Dr. Andrey Simakov
  Departamento de Nanocatálisis
  andrey@cnyn.unam.mx
  Tel: (646) 175 0650 ext 360 o desde el DF: 5622 6153 ext 360

1. 5 “Desarrollo de métodos térmicos para la preparación de nanoreactores”

Tesis de doctorado o maestría. El tipo de tesis estará determinada por la cantidad de objetos de estudio así como la profundidad de análisis de los resultados.

Descripción: Este proyecto se enfoca en la síntesis de nanoreactores para aplicaciones en reacciones de química fina y ambiental. Los nanoreactores son sistemas novedosos que se encuentran dentro de la nueva generación de catalizadores heterogéneos. El nanoreactor está constituido por una nanopartícula que se anida dentro de una esfera, dándole su característica de estructura tipo core-shell. La propiedad más importante que presentan estos sistemas catalíticos es su alta estabilidad ante las condiciones de reacción. Tradicionalmente los nanoreactores son sintetizados por métodos complejos y costosos por lo que la necesidad de desarrollar nuevas rutas está latente. La tarea principal de este proyecto es la búsqueda de un método sustentable que ayude en la formación de los nanoreactores por la descomposición térmica simultánea de los precursores del núcleo y la capsula, en su transporte por un reactor de paso largo en una atmósfera y temperatura controladas.

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• Dr. Andrey Simakov
  Departamento de Nanocatálisis
  andrey@cnyn.unam.mx
  Tel: (646) 175 0650 ext 360 o desde el DF: 5622 6153 ext 360

1. 6 “Estudio del mecanismo de reacción de la oxidación selectiva de alcoholes naturales usando nanopartículas de oro como catalizador”

Descripción: El presente proyecto está enfocado en el estudio del efecto de las nanopartículas de oro y el soporte en el mecanismo de reacción de la oxidación selectiva de alcoholes naturales derivados de la madera. El estudiante va a aplicar técnicas de caracterización como: espectroscopia de UV-Vis in situ y espectroscopia de FTIR de moléculas adsorbidas. La modalidad in situ se vuelve relevante porque hace referencia a la toma de mediciones en condiciones reales. Los recursos bio-renovables son considerados como fuentes alternativas para la producción de combustibles, productos químicos y químicos finos. Entre los múltiples catalizadores estudiados, las nanopartículas de Au han mostrado el mejor desempeño catalítico en la oxidación selectiva de alcoholes. La eficiencia de las nanopartículas de Au depende de dos factores: (1) tamaño y estructura de la nanopartícula de oro y; (2) de la afinidad de los soportes para estabilizar y activar a los componentes de la reacción. El impacto de cada factor, es sensible a la estructura de la molécula de alcohol.

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• Dr. Andrey Simakov
  Departamento de Nanocatálisis
  andrey@cnyn.unam.mx
  Tel: (646) 175 0650 ext 360 o desde el DF: 5622 6153 ext 360

Temas de Tesis de Maestría:

1. 1 “Determinación de la estructura cristalina y electrónica de superficies sólidas por LEED y STM”

Descripción: El objetivo es la determinación a nivel atómico de la estructura de superficies sólidas y las superestructuras que se forman al depositarles alguna capa de algún adsorbato. La Difracción de Electrones de Baja Energía (LEED del inglés Low Energy Electron Difraction) ha sido la técnica más empleada para dicho propósito, aunque en la actualidad han surgido nuevas técnicas experimentales como la Microscopía de Efecto Túnel (STM del inglés Scanning Tuneling Microscopy) y métodos téoricos como la Teoría de la Funcional de la Densidad (DFT del inglés Density Functional Theory) que complementan y ayudan a resolver el complejo problema de la estructura a nivel atómico de las superficies. Referencia: “Chirality in Amino Acid Overlayers on Cu Surfaces”. Marian L. Clegg, Leonardo Morales de la Garza, Sofia Karakatsani, David A. King y Stephen M. Driver. Topics in Catalysis (2011) 54:1429–1444

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• Dr. Leonardo Morales de la Garza
  Departamento de Nanoestructuras
  leonardo@cnyn.unam.mx
  Tel: (646) 175 0650 ext 415 o desde el DF: 5622 6153 ext 415

1. 2 “Materiales nanoestructurados con aplicaciones en electrónica”

Descripción: El objetivo de este estudio es sintetizar materiales dieléctricos nanolaminados de alta constante dieléctrica (alta-k). El ordenamiento en forma de nanolaminado ha demostrado proveer control sobre las propiedades ópticas y eléctricas del composito resultante. La técnica de crecimiento es “atomic layer deposition, ALD”. Las técnicas de caracterización son aquellas sensibles a la superficie, tales como, XPS, Auger, mientras que las propiedades ópticas se estudian mediante elipsometría espectroscópica y REELS. Las propiedades eléctricas se estudian a través de curvas voltaje-capacitancia en capacitores construidos a base de películas delgadas. El estudio de nuevos materiales de alta-k es importante porque es necesario reemplazar los materiales dieléctricos que actualmente se emplean en las compuertas de los transistores FET de los circuitos integrados en los dispositivos electrónicos actuales.

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• Dr. Hugo Tiznado
  Departamento de Fisicoquímica
  tiznado@cnyn.unam.mx
  Tel: (646) 175 0650 ext. 438 o desde el DF: 5622 6153 ext 438

1. 3 Temas experimental-teórico sobre:
   

• Nanopartículas de 1HMoS2 crecidas sobre una monocapa de grafeno y 1H-BN.
• Propiedades electrónicas y magnéticas de óxido de grafeno con 1H-MoS2 en su superficie.
• Propiedades electrónicas y magnéticas de NbS2 con cúmulos de Ni, Co, Fe, Cu en su superficie.
• Propiedades electrónicas y magnéticas de catalizadores trimetálicos soportados.
• Propiedades electrónicas de zeolitas con cúmulos de Ag en su canal principal.
• Propiedades electrónicas y magnéticas en eskuteruditas llenas.
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• Dr. Donald Homero Galván Martínez
  Departamento de Fisicoquímica de Materiales
  donald@cnyn.unam.mx
  Tel: (646) 175 0650 ext 360 o desde el DF: 5622 6153 ext 360

1. 4 “Materiales Fotocatalíticos”
   

Desarrollo de compuestos (composites) metal-soporte, semiconductor-soporte, metal-semiconductor-soporte basados en soportes zeolíticos. Polvos, películas, membranas o recubrimientos.

Desarrollo de materiales compuestos (composites) fotocatalíticos para la generación de hidrógeno en celdas de combustible.

Descripción: Un campo de la nanociencia y la nanotecnología, en el que actualmente se desarrollan numerosos proyectos de investigación científico-tecnológicos, es la concepción y fabricación de fotocatalizadores nanoestructurados para mejorar la eficiencia de los procesos fotocatalíticos. Como objetivos de tales estudios están que el estudiante sea capaz de sintetizar compuestos nanoestructurados cuyas propiedades son el producto de las propiedades de los materiales microporosos zeolíticos utilizados como soporte con las propiedades físicoquímicas de las nanopartículas metal y/o semiconductoras crecidas sobres sus superficies; sea capaz de entender y explicar los procesos fisicoquímicos de tales sistemas fotocatalíticos, tanto en la síntesis como durante la caracterización de los mismos, así como en los procesos propiamente fotocatalíticos que permitan una evaluación de las potencialidades de aplicación tecnológica. Para el desarrollo de la investigación requerirá del empleo de técnicas como DRX, SEM, EDS, TEM, ICP para la caracterización estructural, morfológica y de composición química; UV-VIS, IR, RAMAN, Fotoluminiscencia para la caracterización óptica-espectral; el uso o diseño de reactores catalíticos o fotocatalíticos para la evaluación de los productos mediante analizadores TCD de gases y cromatografía en caso de líquidos, entre otras.

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• Dr. Oscar Raymond Herrera
  Departamento de Materiales Avanzados
  raymond@cnyn.unam.mx
  Tel: (646) 175 0650 ext 413 o desde el DF: 5622 6153 ext. 413

1. 5 “Desarrollo de métodos térmicos para la preparación de nanoreactores”
   

Tesis de doctorado o maestría. El tipo de tesis estará determinada por la cantidad de objetos de estudio así como la profundidad de análisis de los resultados.

Descripción: Este proyecto se enfoca en la síntesis de nanoreactores para aplicaciones en reacciones de química fina y ambiental. Los nanoreactores son sistemas novedosos que se encuentran dentro de la nueva generación de catalizadores heterogéneos. El nanoreactor está constituido por una nanopartícula que se anida dentro de una esfera, dándole su característica de estructura tipo core-shell. La propiedad más importante que presentan estos sistemas catalíticos es su alta estabilidad ante las condiciones de reacción. Tradicionalmente los nanoreactores son sintetizados por métodos complejos y costosos por lo que la necesidad de desarrollar nuevas rutas está latente. La tarea principal de este proyecto es la búsqueda de un método sustentable que ayude en la formación de los nanoreactores por la descomposición térmica simultánea de los precursores del núcleo y la capsula, en su transporte por un reactor de paso largo en una atmósfera y temperatura controladas.

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• Dr. Andrey Simakov
  Departamento de Nanocatálisis
  andrey@cnyn.unam.mx
  Tel: (646) 175 0650 ext 360 o desde el DF: 5622 6153 ext 360

1. 6 “Estudio del mecanismo de reacción de la oxidación selectiva de alcoholes naturales usando nanopartículas de oro como catalizador”
   

Descripción: El presente proyecto está enfocado en el estudio del efecto de las nanopartículas de oro y el soporte en el mecanismo de reacción de la oxidación selectiva de alcoholes naturales derivados de la madera. El estudiante va a aplicar técnicas de caracterización como: espectroscopia de UV-Vis in situ y espectroscopia de FTIR de moléculas adsorbidas. La modalidad in situ se vuelve relevante porque hace referencia a la toma de mediciones en condiciones reales. Los recursos bio-renovables son considerados como fuentes alternativas para la producción de combustibles, productos químicos y químicos finos. Entre los múltiples catalizadores estudiados, las nanopartículas de Au han mostrado el mejor desempeño catalítico en la oxidación selectiva de alcoholes. La eficiencia de las nanopartículas de Au depende de dos factores: (1) tamaño y estructura de la nanopartícula de oro y; (2) de la afinidad de los soportes para estabilizar y activar a los componentes de la reacción. El impacto de cada factor, es sensible a la estructura de la molécula de alcohol.

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