Nuevos materiales para el aprovechamiento de la energía
 

Dr. Francisco Javier Espinosa Faller

En esta línea de investigación se estudia el desarrollo de nuevos materiales y nano-estructuras con énfasis reciente en materiales con potencial para ser utilizados en dispositivos para el aprovechamiento de la de energía solar. Mediante el uso de técnicas de vacío, como la erosión catódica y la evaporación al alto vacío, se crecen películas delgadas de materiales para obtener las estructuras que sirvan para celdas solares utilizando materiales no tóxicos y abundantes en la corteza terrestre.
Para el estudio de nuevos materiales se utilizan técnicas como la difracción de rayos-x y la absorción de rayos-x de donde se obtiene información básica sobre la estructura cristalina de largo y corto alcance así como las distorsiones atómicas asociadas a los materiales complejos. Mediante espectroscopias eléctricas, electroquímicas y ópticas se relacionen las propiedades de los nuevos materiales con su estructura atómica.


Algunas de las preguntas de investigación que orientan esta línea son:


1.- ¿Qué nuevos materiales y estructuras podemos crecer para el desarrollo de dispositivos de conversión fotovoltaica?
2.- ¿Cómo podemos crecer y optimizar materiales en forma de película delgada de forma tal que sean útiles en dispositivos?
3.- ¿Cuál es la estructura atómica local, mesoscópica y extendida de los materiales con potenciales aplicaciones en energía?
4.- ¿Qué relación hay entre la estructura cristalina, las inestabilidades y defectos de red y las propiedades de los materiales?

Al interior de esta línea de investigación se han generado las siguientes publicaciones científicas:

Steven D. Conradson, Tomasz Durakiewicz, Francisco J. Espinosa-Faller et al. Possible Bose-condensate behavior in a quantum phase originating in a collective excitation in the chemically and optically doped Mott-Hubbard system UO2+x. Phys. Rev. B Aceptado (2013).

D. A. Andersson, F. J. Espinosa-Faller, B. P. Uberuaga, and S. D. Conradson. “Stability and migration of large oxygen clusters in UO2+x: Density functional theory calculations”. J. Chem. Phys. 136, 234701 (2012).

F.J. Espinosa-Faller, R.C. Howell, A.J. Garcia-Adeva, S.D. Conradson, A.Y. Ignatov, T.A. Tyson, R.F.C. Farrow and M.F. Toney. “Local atomic structure of partially ordered NiMn in NiMn/NiFe exchange coupled layers: 1. XAFS measurements and structural refinement”. J. Phys. Chem. B 109, 10406 (2005).

A.J. Garcia-Adeva, R.C. Howell, S.D. Conradson, J. Mustre de Leon and F.J. Espinosa-Faller
“Local atomic structure of partially ordered NiMn in NiMn/NiFe exchange-coupled layers: 2. Electronic structure calculations “. J. Phys. Chem. B 109, 10419 (2005).

S.D. Conradson, B.D. Begg, D.L. Clark, C. den Auwer, M. Ding, P.K. Dorhut, F.J. Espinosa-Faller, P.L. Gordon, R.G. Haire, N.J. Hess, R.F. Hess, D.W. Keogh, G.H. Lander, D. Manara, L.A. Morales, M.P. Neu, P. Paviet-Hartmann, J. Rebizant, V.V. Rondinella, W. Runde, C.D. Tait, D.K. Veirs, P.M. Villella and F. Westin. “Charge distribution and local structure and speciation in the UO2+x and PuO2+x binary oxides for x <= 0.25 “. J. Sol. State Chem 178, 521 (2005).

Lezama-Pacheco, J; Mustre de León, J; Espinosa, F.J.; Rábago, F; Conradson, S. Local atomic structure around iodine in ZnSe:I. Solar Energy Materials & Solar Cells (Elsevier Science) 82:151-157, (2004).

Libros y capítulos
Espinosa, F.J.; P. Cwick (eds.). Innovations for Societies of the Future. Mount Olive College Press, North Carolina. Pp. 1-114 (2009).

Tesis
Verónica Díaz Sosa. “Crecimiento y caracterización de películas delgadas de Cr/Cr2O3”.

Institución: Universidad Marista de Mérida
Septiembre de 2010.

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