Física

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https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/9105

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Browsing Física by browse.metadata.evaluator "Beltrán Ríos, Carlos Leonardo"

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    Determinación por primeros principios de la capacitancia cuántica de nanotubos de óxido de titanio
    (Universidad Industrial de Santander, 2025-05-21) Garcés Castro, Jesús Alberto; Miranda Mercado, David Alejandro; García Castro, Andres Camilo; Beltrán Ríos, Carlos Leonardo; Paredes Gutiérrez, Harold
    En este estudio se determinó la capacitancia cuántica mediante primeros principios en un cristal de dióxido de titanio en fase anatasa y en diversos modelos de nanotubos del mismo material. Los nanotubos fueron seleccionados por su relevancia en aplicaciones tecnológicas y por su caracterización previa por el grupo de investigación CIMBIOS. Para el análisis se empleó la teoría del funcional de la densidad (DFT) como marco teórico. Las simulaciones se realizaron con el software VASP, utilizando diferentes fuentes cristalográficas para modelar el cristal base y construir los nanotubos. Se revisaron estudios recientes sobre la determinación de la capacitancia cuántica en otros sistemas, adoptando y adaptando los métodos propuestos en la literatura. Debido a que la capacitancia cuántica es aún un fenómeno en exploración, con resultados experimentales que carecen de una explicación teórica completa, se emplearon dos enfoques. El primero, bien establecido, se basa en la relación entre la densidad de estados y la capacitancia. El segundo, desarrollado en este trabajo, se apoya en la teoría moderna de la polarización para estimar la capacitancia, aportando una metodología novedosa. Los resultados obtenidos a través de ambos métodos muestran buena concordancia con datos experimentales previos, lo que refuerza la validez de los modelos y plantea nuevas oportunidades para el diseño de dispositivos basados en nanotubos de TiO2.
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    Estudio teórico de los magnones en sistemas antiferromagnéticos
    (Universidad Industrial de Santander, 2025-07-28) Garavito Barragán, José David; García Castro, Andrés Camilo; Gutierrez Paredes, Harold; Beltrán Ríos, Carlos Leonardo
    La familia de monocapas de W$X_3$ ($X$ = Cl, Br y I) representa un sistema de interés dentro de los materiales bidimensionales debido a sus características únicas. Además de ser materiales con un ordenamiento magnético de largo alcance, presentan un carácter altamente correlacionado y son candidatas para futuras aplicaciones en espintrónica. Adicionalmente, estos materiales presentan diferentes fases estructurales bajo distintas condiciones de correlación electrónica. Sin embargo, existen interrogantes respecto a la dinámica electrónica y magnética en el caso de la fase $C2/m$. Por tanto, el presente estudio se enfoca en el analisis del ordenamiento antiferromagnético de este grupo espacial en el marco del formalismo DFT$+U$, con énfasis en la dinámica electrónica, estructural y magnética, calculando observables como la densidad de estados, la estructura de bandas y las constantes de intercambio. Los observables calculados reflejan un comportamiento aislante y altamente localizado en energías cercanas al nivel de Fermi, además de la posibilidad de inestabilidades estructurales causadas por cambios en la densidad de carga del sistema.
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    Investigación del efecto del sitio central en el octaedro de la antiperovskita Mn3Ni y Mn3NiN
    (Universidad Industrial de Santander, 2021) Triana Ramírez, Evelyn Julieth; García Castro, Andrés Camilo; Bautista Hernández, Alejandro; Páez González, Carlos José; Beltrán Ríos, Carlos Leonardo
    La familia de antiperovskitas Mn3AN (A = Zn, Cu, Ni, ..) es conocida por exhibir expansión térmica negativa (Kodama et al., 2010), efecto anómalo de Hall (Boldrin et al., 2019) y antiferromagnetismo no colineal (Fruchart and F. Bertaut, 1978) (AFM) debido a la frustración magnética presente en la estructura magnética de los átomos de manganeso en los planos (111). Estudios previos de este material se han enfocado, en su mayoría, en hallazgos experimentales y han estado dedicados primordialmente en entender las propiedades magneto-estructurales presentes en estas antiperovskitas. Adicionalmente, una exhaustiva revisión bibliográfica evidenció la carencia de estudios teóricos enfocados en elucidar la influencia del sitio central sobre la estructura electrónica de la antiperovskita. Por ende, nuestro estudio se enfocó en investigar teóricamente, mediante cálculos de primeros principios basados en DFT, el efecto del sitio del nitrógeno en las propiedades estructurales y electrónicas en la antiperovskita Mn3NiN. Por lo tanto, el análisis consistió en observar cambios en la estructura electrónica por medio de analizar la estructura de bandas, densidades de estados y el estado de oxidación de los átomos en presencia y ausencia del nitrógeno considerando los cuatro ordenamientos no colineales antiferromagnéticos permitidos por simetría. Los resultados demuestran una modificación tangible en la estructura electrónica cerca a la energía de Fermi, además de cambios estructurales, asociados al parámetro de red, debido a la incorporación del nitrógeno.