Física (Mag.)
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Ítem Texto completo enlazado Medición de radón en suelos de la ciudad de Lima durante el periodo 2016 - 2017(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-09-14) Vilcapoma Lázaro, Luis Pablo; López Herrera, María ElenaLa ciudad de Lima está situada sobre depósitos de abanicos aluviales de ríos que fluyen a través de formaciones geológicas que contienen diferentes niveles de uranio. En este trabajo se realiza un estudio sobre el comportamiento espacial y temporal promedio del gas radón en suelos de la ciudad de Lima. La concentración de radón se determinó utilizando el detector de trazas LR-115 tipo 2 durante 36 períodos, de 14 días cada uno, en veinte hoyos distribuidos en los quince distritos de la Ciudad de Lima. La concentración de radón en los poros del suelo estuvo comprendida entre 0.1 y 64.3 kBq/m3 con un valor promedio de 5.6 kBq/m3. La concentración promedio de radón en el gas del suelo fue aproximadamente dos veces menor en invierno que en las otras estaciones. Los altos valores de radón durante octubre/noviembre de 2017 se relacionaron con los terremotos percibidos en la ciudad de Lima en ese período. Las concentraciones más altas de radón se encontraron en áreas de depósitos aluviales cuyo material parental ha sido removido de los volcánicos Quilmaná y Huarangal por los ríos Chillón y Huaycoloro. Las concentraciones de radón en el gas del suelo fueron incluso mayores en áreas más cercanas a los volcánicos y menos distantes de los ríos. Durante el período de máxima inundación de los ríos Chillón, Rímac y Lurín, debido al fenómeno natural "El Niño Costero", se observaron altas concentraciones anómalas de radón en el suelo en la mayoría de los sitios de medición ubicados cerca de los ríos. Esos altos valores de radón se asociaron con las vibraciones del suelo causadas por avalanchas de rocas y escombros en ríos y quebradas.Ítem Texto completo enlazado Medición de radón 222 en Lima Metropolitana utilizando tres tipos de monitores con detectores de trazas nucleares(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-07-23) Guevara Pillaca, César Jheferson; Pereyra Anaya, Patrizia EdelEl radón (Rn-222) es un gas que se genera a partir de la desintegración natural de átomos de radio (Ra-226) presentes en las rocas del suelo. Los átomos de radón que alcanzan los poros del suelo pueden transportarse por difusión y/o convección hacia la atmósfera. La exhalación de radón hacia ambientes poco ventilados, puede provocar el incremento de su concentración. Para medir las concentraciones de radón en interiores se han establecidos diferentes metodologías, en una de ellas se usan detectores de trazas nucleares de estado sólido (SSNTDs por sus siglas en ingles). El Organismo Mundial de la Salud (OMS) ha establecido que el radón es la causa principal de cáncer de pulmón en personas no fumadoras, de allí la importancia su medición. Perú ha adoptado los niveles de referencia de concentraciones de radón en interiores establecidos en normativas internacionales. Con el objetivo de conocer la situación real de los niveles de radón en nuestro país y en el marco del Proyecto Nacional PER9024 “Mediciones de Radón en viviendas en tres regiones del Perú y creación de mapas de Radón para los formuladores de políticas”, se midieron las concentraciones de radón en Lima, Arequipa y Puno. Este proyecto fue planteado por el Instituto Peruano de Energía Nuclear (IPEN), el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) y la Pontificia Universidad Católica del Perú, con la colaboración de otras instituciones de investigación. En este trabajo se presentan las mediciones de las concentraciones de radón en el interior de viviendas de los distritos de Lima Metropolitana utilizando dos monitores pasivos de radón basados en SSNTDs y cámaras de difusión: monitor G2, implementado por el Grupo de Técnicas de Huellas Nucleares (GITHUNU) de la Pontifica Universidad Católica del Perú (PUCP) y monitor DPR2 marca ALGADE, correspondiente al Proyecto PER9024. En ambos monitores se utiliza como detector el polímero LR-115 (tipo II). Adicionalmente, se colocaron detectores LR-115 (tipo II) en modo descubierto (bare mode) en las paredes de las habitaciones. Las mediciones se realizaron entre los meses de setiembre de 2017 a diciembre de 2018. Los monitores fueron colocados simultáneamente en ambientes del primer piso de las viviendas, por un tiempo mínimo de exposición de 80 días. Todos los detectores LR-115 fueron revelados utilizando condiciones estándares en dos sistemas termostatizados del laboratorio de Huellas Nucleares de la Sección Física en la PUCP; los monitores DPR2 fueron enviados al laboratorio de ALGADE en Francia. Para la lectura de trazas reveladas se utilizó el sistema automatizado Politrack. Se utilizaron métodos estadísticos para la detección de campos de lecturas con cantidades anómalas de trazas (outliers). Se determinó el factor de calibración para la medición de radón con detectores LR-115, tanto dentro de los monitores G2 como los expuestos en modo descubierto. Finalmente se analizan los resultados de las concentraciones de radón determinadas mediante los monitores G2 y DPR2.Ítem Texto completo enlazado Determinación de constantes ópticas de películas delgadas dieléctricas por espectrofotometría de transmitancia óptica de ángulo variable(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-07-08) León Aguirre, José Luis; Guerra Torres, Jorge AndrésEntre los varios métodos que existen para obtener los parámetros ópticos de películas delgadas, un grupo se centra en el uso de medidas espectrales de reflectancia y transmitancia óptica y otros en el uso de medidas de transmitancia óptica únicamente. En el presente trabajo se desarrolla un método para obtener las constantes ópticas de películas delgadas empleando un estimador global insesgado sin usar modelos de dispersión. Para ello son necesarias medidas adicionales con el fin de incrementar la redundancia. En este caso se mide transmitancia óptica con ángulo de incidencia oblicua variable empleando luz polarizada en películas delgadas de óxido de indio dopado con estaño y terbio. Para emplear la función error total necesitamos un modelo del sistema óptico el cual describe la transmitancia total con un ángulo de incidencia para una película delgada. Para esto se aplica el método de matriz de transferencia para describir el espectro de transmitancia experimental. La base de este método es la evolución del campo electromagnético atreves de una pila de capas. Esta evolución describe dos tipos de interacciones por capa. La primera interacción es la luz interactuando con la interface de dos medios diferentes y esta información se describe mediante una matriz 2x2, los elementos de está matriz dependen de los coeficientes de Fresnel de transmisión y reflexión. La segunda interacción es la penetración de la onda electromagnética en el volumen de la capa y esta información se describe mediante una matriz de 2x2, los elementos de la matriz dependen de la fase y la amortiguación de la amplitud de la onda electromagnética. Cada capa contiene una información que se representa por medio de una matriz 2x2. El espectro de La transmitancia y reflectancia de una pila de capa se representa por el producto ordenado de las matrices que describen los efectos individuales de las fronteras y las de propagación dentro de cada capa. Para obtener el espesor "d", índice de refracción n(λi) y el coeficiente de extinción k(λi) se emplea el método de optimización. El método de optimización consiste en minimizar la función error y obtener las constantes ópticas bajo ciertas restricciones. Para un valor "d ", el índicie de refracción complejo n(λi) + ik(λi) se calcula minimizando la función error en cada longitud de onda. La función error depende de la medida experimental y del modelo teórico para cada longitud de onda. Si aumentamos en la función error la cantidad de medidas independientes en cada longitud de onda y se emplea el método de optimización mayor será la consistencia en la determinación de n(λi) + ik(λi). Para obtener el espesor de la película delgada “d” mediante el método de optimización es necesario garantizar la minimización la función error total. La función error total depende del parámetro "d " y de las medidas independientes. La función error total es equivalente a la suma de la función error de todos los puntos medidos. Para obtener el verdadero espesor de la película delgada se requiere los siguientes pasos. Primero, minimizar la función error total para un espesor “d”. Segundo, realizar el mismo procedimiento para un conjunto de espesores. Tercero, el mejor valor "d " es el mínimo valor del conjunto de resultado al minimizar la función error total aplicado a un conjunto de espesores. Finalmente, el mejor valor "d " se aplica directamente en la función error en cada longitud de onda para determinar n(λi) y k(λi). La obtención de estas constantes ópticas se compara con los resultados del método de la envolvente mejorada.Ítem Texto completo enlazado Effect of thermal annealing treatments on the optical and electrical properties of aluminum-doped, amorphous, hydrogenated silicon carbide thin films(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-07-04) Sánchez Sovero, Luis Francisco; Guerra Torres, Jorge AndrésIn this work, a systematic study of the structural, optical and electrical properties of aluminum doped hydrogenated amorphous silicon carbide (Al-doped a-SiC:H) thin films grown by radio frequency magnetron sputtering is presented. The samples were grown using a high purity Al and SiC targets in a hydrogen-rich atmosphere and then were subjected to a rapid thermal annealing processes with temperatures of up to 600 °C. The film thickness ranged from 321 nm to 266 nm. The amorphous nature of the thin films was confirmed by X-ray diffraction measurements before and after the annealing treatments. Fourier transform infrared spectroscopy analysis revealed the different heteronuclear bonds present in the samples, whilst Raman spectroscopy showed the different homonuclear bonds present in the material. The evolution of the latter bonds with annealing temperature was assessed, showing a change in the structure of the thin film. Energy-dispersive X-Rays Spectroscopy confirmed the incorporation of aluminum in the amorphous silicon carbide matrix. UV-VIS Transmittance spectra revealed optical parameters such as Tauc energy bandgap, Iso-absorption energy bandgap and refractive index. Furthermore, the bandgap is also determined by means of a recently developed band-fluctuation model. In addition, electrical resistivity is determined by means of a four-probe Van Der Pauw method. Only the samples annealed at 600 °C exhibited contacts with an Ohmic behavior. The annealed films exhibited lower resistivities than the as-deposited ones, probably due to a thermal-induced reordering of the atoms. This reordering is shown in the variation of the Urbach energy which is related to an increase in the Si-C bond density, due to the dissociation of the hydrogen-related bonds.Ítem Texto completo enlazado Self image and simulation of a PR-box using high-order paraxial beams(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-07-02) Avalos Pinillos, Victor Andre; Zela Martínez, Francisco Antonio de; Khoury, Antonio ZelaquettFrom Maxwell equations (for a free of charge and current, isotropic and homoge- neous medium) and the paraxial approximation, which is to suppose the beam of light moves towards a preferred direction (longitudinal propagation), we ar- rive at the paraxial wave equation, which depending of the constraints of the situation, can be solved by different type of beams. We are intersested in higher- order mode paraxial beams. If we solve the equation with cartesian coordinates, we arrive at Hermite-Gauss beams, if we solve with cilindrical coordinates, we obtain Laguerre-Gauss beams. Each of them has specific characteristics which motivated their use in the two phenomenons presented here: Self Image and the Simulation of a PR box. We call self image to the phenomenon where we are capable of replicating an initial image, over free space longitudinal propagation. What we propose here is a self image produced by the collinear and coherent interference of paraxial Laguerre Gauss (LG) beams, which constrasts with the usage of a fundamen- tal Gaussain beam in Talbot’s self image. Gouy phases, which are the key component that make this phenomenon possible, are exclusive of Higherorder paraxial beams. We show, experimentally, the phenomenon of self image using the superposition of 3 LG beams with specific mode orders. Because of the arct- angent dependence of the Gouy phases, in Laguerre- Gaussian beams, self image distances won’t be periodic over propagation and its number will be limited by the mode orders of the LG beams. Additionally, we use this superposition of the 3 LG beams as dots, to write a word, which can be read only in self image. This application of self image can be thought of as concealing information, and then revealing it only for specific distances. The most controversial feature of quantum mechanics non-locality, has gain much attention over the last years, because of the development of quantum information. Nowadays non-locality is widely accepted and used in many other exciting applications like teleportation, swapping, etc. Nevertheless, this opens other questions, like why is nature just as nonlocal as to reach the Tsirelson’s bound, but can’t surpass it. The algebraical maximum of the CHSH inequality is 4, and quantum mechanics can only reach up to 2 2. What happens in this gap that seems empty and without a theory that can describe it? In 1993, Popescu and Rhorlich proved that from non-locality and relativistic causality, quantum mechanics was not the only theory that emerged. Relativistic causality, meaning that no information is transmitted with superluminal velocities. This means that there are super-quantum correlations, that surpass the Tsirelson’s bound, and are still causal. The super-quantum correlations that maximally surpass the Tsirelson’s bound, making the Bell parameter S = 4, are known as PR boxes. Markovitch et al, showed that, in a bipartite quantum system, post-selecting an entangled state will fake the maximal surpass of the Tsirelson’s bound in the Bell inequality. Here, we propose an experimental setup capable of simulating a PR box using polarization and transverse-mode (Hermitian-Gauss beams of first order) of light as vector spaces that are analogue to Hilbert spaces in quantum mechanics.Ítem Texto completo enlazado Comparison and evaluation of measured and simulated high-frequency capacitance-voltage curves of MOS structures for different interface passivation parameters(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-06-27) Sevillano Bendezú, Miguel Ángel; Palomino Töfflinger, Jan AmaruSemiconductor-insulator interfaces play an important role in the performance of many different electronic and optoelectronic devices such as transistors, LEDs, lasers and solar cells. Particularly, the recombination of photo-generated charge carriers at interfaces in crystalline silicon solar cells causes a dramatic efficiency reduction. Therefore, during the fabrication process, the crystalline silicon must be subjected to prior superficial passivation; typically through an insulating layer such as SiO2, SiNx or AlOx. The function of this passivating layer is to reduce electrical recombination losses in interfacial defect states originating from dangling bonds. The associated passivation parameters are, on the one hand, stable charges within the insulating layer (Qox) that by repelling a certain type of charge carrier from the crystalline silicon surface, reduces its recombination effectiveness (Field Effect Passivation). On the other hand, the density of surface defect states or the interface trap density (Dit), which is reduced by the passivation layer (Chemical Passivation). These passivation parameters (Qox and Dit) turn out to be relevant when evaluating the effectiveness of a new material with passivating properties, as well as relevant for different theoretical models that allow simulations of the spectral response and/or efficiency in solar cells under different passivation conditions. One of the techniques widely used for studying the interfacial passivation properties of semiconductor electronic devices is the extraction of these interfacial passivation parameters through of capacitance-voltage (C-V) measurements on metal-oxide-semiconductor (MOS) or metal-insulator-semiconductor (MIS) systems. In the present work, a simulation tool for High-Frequency C-V curves based on simulated Qox and the Dit was developed using Python. As a first step, the simulation was developed for an ideal MOS system, i.e. for Qox = 0 and Dit = 0. A verification of the resulting, simulated band-bending was reached through a band diagram simulator (The Multi-Dielectric Band-Diagram program). As a second step, the program was subjected to an evaluation and validation through experimental data. This data comprises measurements of C-V and their respective extracted parameters for a sample of silicon dioxide thermally grown on crystalline silicon wafer (SiO2/c-Si). Using three different models for the Dit distribution within the band gap energy: Gaussian model, U-shape model, and a constant value, approximations of the corresponding experimental C-V curve were obtained. It was evident that the C-V curve simulated from the Dit based on the model with Gaussian distributions for the defect centers and exponentials for the band tails resulted in the best approximation of the experimental C-V curve. It should be noted that the other two models were adjusted based on the value of the Dit near to midgap energy, where the recombination probability and rate are the highest. In this way, the constant model of the Dit at the midgap presented the largest deviation in the simulated C-V curve among the used models. An implicit fitting method of the Dit through the experimental C-V curve fitting is proposed. For this, the U-shape model is used because it only depends on three parameters. The average values of the fitted and the experimentally extracted Dit are compared. The parameter D0 it, which defines the value at midgap in the U-shape model could be interpreted as an average estimation of the Dit energetic range values around the midgap where recombinations are most significant. Therefore, this parameter could determine a representative value of the Dit. Finally, the developed program allows an in-depth analysis of the passivation parameters from which the surface passivation is evaluated.Ítem Texto completo enlazado Simulation of a non-Markovian evolution using coherence(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-06-12) Marrou Osores, Jean Paul; Zela Martínez, Francisco Antonio deThis thesis will be oriented in the study of open quantum systems. The transition of processes that go between the Markovian and non-Markovian regime will be studied. The diagnose of non-Markovianity will be made in terms of the variation of the coherence of the state. Accordingly, an optical setup will be implemented that allows us to manipulate certain degrees of freedom, like the polarization and the optical path. Theoretically, we have found that the coherence of the system is transferred to the environment and it decreases as we move a parameter that we will take as time. This situation has been confirmed in the experiment. Then, due to the second part of the setup, which produces a non-Markovian evolution by also changing one of its parameters, we have accomplished the goal of returning the information back into the system and to measure the non-Markovianity of the process.Ítem Texto completo enlazado Estudio de las propiedades optoelectrónicas en multicapas de óxidos de grafeno (MOG) y multicapas óxidos de grafeno reducidos (MOGR)(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-06-11) Pérez Carreño, Adela Aurora; López Herrera, María ElenaEn estas hojuelas fue utilizada la técnica química modificada de Hummer- Offmman para la obtención de óxidos de grafito OG. A partir de estas matrices utilizamos la exfoliación micro mecánica para obtener multicapas de óxido de grafeno (MOG) las cuales son depositadas sobre substratos de Si/SiO2. Posteriormente fue construido un dispositivo para inducir variaciones controladas de la temperatura sobre la muestra para reducir las multicapas de óxidos de grafeno (MGOR) y de esta forma hacer un estudio sistemático de los espectros Raman para cada temperatura estudiada y así, evaluar la influencia de estas temperaturas en el material oxidado y exfoliado. Usamos la espectroscopia Raman para estudiar las propiedades optoelectrónicas en estos sistemas, como, la distancia entre los defectos y el ancho de banda, permitiendo así evaluar la calidad y propiedades del óxido de grafito. De esta forma, estudiamos la influencia del proceso de oxidación y la reducción térmica sobre estos parámetros en las multicapas de grafenos. Finalmente, estudiaremos la influencia de la potencia del láser del espectrómetro Raman, sobre las propiedades optoelectrónicas de forma sistemática en estos sistemas, utilizando un láser semiconductor bombeado ópticamente (OPSL), de longitud de onda igual a 532nm.Ítem Texto completo enlazado Probing CPT breaking induced by quantum decoherence at DUNE(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-06-05) Carrasco Martínez, Juan Carlos; Gago Medina, Alberto MartínWe consider a beyond standard physics scenario, where neutrino is considered as an open quantum system. In order to have that consideration we use the Lindblad master equation, which introduce the quantum phenomena called decoherence. In that context we explore one of the most exotic of its consecuences, the CPT violation. We work in three avor generation case where making the SU(3) decomposition of the operators we encounter that there exist fteen parameters in the decoherence matrix that explicitly violate CPT. Regarding four of those parameteres we choose one case of decoherence which will be tested at DUNE.Ítem Texto completo enlazado Búsqueda de correlaciones de rayos gamma con nuevas fuentes de radio astrofísicas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-06-05) Best Reyes, Sergio André; Bazo Alba, José LuisIn this work we study two newly discovered classes of radio sources: the highly energetic, short-lived events, known as Fast Radio Bursts (FRBs), and a new category of compact sources known as Fanaroff-Riley type 0 radio galaxies (FR0s). Due to a possible catastrophic event origin for the FRBs and a previous correlation found with an FR0 in the Γ-rays spectrum, it is possible that these radio sources could also emit high energy photons in the Fermi-LAT satellite energy range (20 MeV - 300 GeV). Here we present an exhaustive time-dependent and spatial search of all up-to-date observed FRBs and FR0s, respectively. We perform a likelihood analysis of the radio sources by modeling the excess flux of gamma rays with a varying index power law function using data from Fermi-LAT and the 3FGL catalog. No correlations with more than 5 σ were found. Two FRBs and one FR0 with more than 4 σ were further analyzed. However, the significance from these sources is most likely due to nearby blazars. Therefore, upper limits for all sources are calculated.