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De Física Experimental IB
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* [[#EPR | Resonancia paramagnética electrónica (EPR): Espectro de impurezas de Mn2+ en un cristal de MgO]]
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* [[#MEMS | MEMS]]
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* [[#DifraccionRX | Determinación de estructuras cristalinas y parámetros de red de óxidos de tierras raras mediante difracción de rayos X]]
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* [[#TransicionOrdenDesorden | Transición Orden-Desorden]]
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* [[#MEMS | MEMS: micro osciladores de silicio]]
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* [[#RutasArgentinas | Rutas Argentinas]]
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* [[#WiFi | Detección de objetos utilizando Wi-Fi]]
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* [[#EfectoHall | Efecto Hall y transporte en semiconductores]]
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* [[#alfas | Frenamiento de partículas alfa en gases]]
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* [[#foner | Magnetismo: Magnetómetro de Muestra Vibrante]]
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* [[#Superconductores| Transporte en superconductores]]
 
* [[#electrones | Difracción de electrones]]
 
* [[#electrones | Difracción de electrones]]
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* [[#EPR | EPR: Resonancia paramagnética electrónica]]
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* [[#DilatacionTermica | Determinación de la temperatura de transiciones de fase mediante dilatometría diferencial]]
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<!--* [[#TransicionOrdenDesorden | Transición Orden-Desorden en películas delgadas]]-->
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<!--* [[#EPR | Resonancia paramagnética electrónica (EPR): Estudio de la estabilidad de la cerveza]]-->
 
<!--* [[#kdp | Ferroelectricidad en KDP]]-->
 
<!--* [[#kdp | Ferroelectricidad en KDP]]-->
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<!--* [[#alfas | Frenamiento de partículas alfa en gases]]-->
 
 
<!--* [[#Johnson | Mediciones primarias de temperatura usando ruido Johnson]]-->
 
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* [[#foner | Magnetismo: magnetómetro Foner]]
 
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* [[#Superconductores| Transporte en superconductores]]
 
 
<!--* [[#helio4| Helio 4 superfluido]]-->
 
<!--* [[#helio4| Helio 4 superfluido]]-->
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* [[#RutasArgentinas | Rutas Argentinas]]
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<!--* [[#Pozos | Pozos cuánticos]]-->
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* [[#Pozos | Pozos cuánticos]]
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<!--* [[#RMN| Imágenes no invasivas de tamaños de microestructuras de sistemas biológicos mediante resonancia magnética nuclear]]-->
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* [[#RMN| Imágenes no invasivas de tamaños de microestructuras de sistemas biológicos mediante resonancia magnética nuclear]]
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<!--* [[#JunturasTunel| Caracterización de barreras aislantes utilizando un microscopio de fuerza atómica conductora]]-->
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* [[#JunturasTunel| Caracterización de barreras aislantes utilizando un microscopio de fuerza atómica conductora]]
 
 
* [[#Pasadas| Prácticas pasadas]]
 
* [[#Pasadas| Prácticas pasadas]]
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=== <span id="EPR"> Resonancia paramagnética electrónica (EPR): Espectro de impurezas de Mn2+ en un cristal de MgO</span> ===
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En el presente trabajo se utiliza la técnica de Resonancia Paramagnética Electrónica para estudiar el espectro de impurezas de Mn+2 en un monocristal de MgO. Se analizan las diferentes interacciones que desdoblan el nivel fundamental y que dan origen a dicho espectro. Estas son el efecto Zeeman, la interacción hiperfina, y el efecto del campo cristalino donde se encuentra el ión.
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Adicionalmente, se analiza la simetría cristalina, y se detectan otras impurezas en la muestra estudiada.
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Bibliografía:
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* Pake G.E, T.L. Estle, The Physical Principles of Electron Paramagnetic Resonance, Addison-Wesley,1973, ISBN 0-8053-7702-6.
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* Brustolon M., Giamello E., Electron Paramagnetic Resonance, John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-25882-8.
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* Weil J. et al., Electron Paramagnetic Resonance: Elementary Theory and Practical Applications, John Wiley & Sons, 1994, ISBN 0-471-57234-9.
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* Low W., Paramagnetic Resonance Spectrum of Manganese in Cubic MgO and CaF2, Phys. Rev.,105, 793.
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* Story T. et al., Electron Paramagnetic Resonance of Cr in PbTe, Acta Physica Polonica A., 84 4, 773-775, 1993.
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=== <span id="DifraccionRX">Determinación de estructuras cristalinas y parámetros de red de óxidos de tierras raras mediante difracción de rayos X</span> ===
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Las tierras raras presentan características especiales utilizadas en una variedad de aplicaciones tecnológicas y científicas, desde la fabricación de imanes de alta eficiencia y dispositivos electrónicos, hasta catalizadores y materiales avanzados. Debido a su alta reactividad, la mayoría de las tierras raras se consiguen comercialmente como óxidos, hidróxidos, nitratos, etc. y muchas veces la composición y/o estequiometría nominal  no coinciden con la real.
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El objetivo de la práctica es estudiar con técnicas de difracción de rayos X distintos óxidos comerciales de las tierras raras (La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho) para determinar su estructura cristalina y sus parámetros de red y ver si se corresponden con los valores publicados en la literatura.  En algunos casos será necesario realizar tratamientos térmicos para estabilizar la fase de óxido.
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Buscaremos luego correlacionar el estado de oxidación de la tierra rara, el tamaño de la celda unidad y el radio iónico en función del número atómico.
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Bibliografía:
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* Cullity, B. D.; Elements of X-Ray Diffraction, Addison-Wesley Publishing Company, Inc, 1978. ISBN: 0-201-01174-3.
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* The Materials Project; https://next-gen.materialsproject.org/
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* Basic properties of rare earth oxides. Satoshi Sato, Ryoji Takahashi, Mika Kobune, Hiroshi Gotoh. Applied Catalysis A: General 356 (2009) 57–63. doi:10.1016/j.apcata.2008.12.019
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=== <span id="MEMS">MEMS: Estudio de modos normales, respuesta no lineal y acoplamiento de modos en micro osciladores de Silicio</span> ===
 
=== <span id="MEMS">MEMS: Estudio de modos normales, respuesta no lineal y acoplamiento de modos en micro osciladores de Silicio</span> ===
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Estudiaremos los distintos modos normales de vibración de microestructuras de silicio, su factor de calidad y como no linealidades pueden inducir un acoplamiento entre distintos estados.
 
Estudiaremos los distintos modos normales de vibración de microestructuras de silicio, su factor de calidad y como no linealidades pueden inducir un acoplamiento entre distintos estados.
  
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Bibliografía:
 
* Antonio, D., Zanette, D.H. and López, D., 2012. Frequency stabilization in nonlinear micromechanical oscillators. Nature communications, 3(1), p.806.
 
* Antonio, D., Zanette, D.H. and López, D., 2012. Frequency stabilization in nonlinear micromechanical oscillators. Nature communications, 3(1), p.806.
 
* Antonio, D., Czaplewski, D.A., Guest, J.R., López, D., Arroyo, S.I. and Zanette, D.H., 2015. Nonlinearity-induced synchronization enhancement in micromechanical oscillators. Physical review letters, 114(3), p.034103.
 
* Antonio, D., Czaplewski, D.A., Guest, J.R., López, D., Arroyo, S.I. and Zanette, D.H., 2015. Nonlinearity-induced synchronization enhancement in micromechanical oscillators. Physical review letters, 114(3), p.034103.
  
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=== <span id="TransicionOrdenDesorden">Transición orden-desorden en películas delgadas</span> ===
 
  
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La técnica de difracción de rayos X (DRX) es una herramienta fundamental para el estudio de la estructura cristalina de materiales sólidos. Con esta técnica es posible determinar el tamaño y la simetría de la red cristalina, las posiciones de los átomos en la red, etc.  
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=== <span id="RutasArgentinas"> Rutas  Argentinas </span> ===
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Si bien en la mayoría de las aleaciones binarias los átomos están distribuidos al azar en las posiciones de la celda unidad, existen algunas aleaciones (por ejemplo Cu3Au, CuZn, FePt, FePd) en las que, por debajo de cierta temperatura, los átomos pueden estar en posiciones bien determinadas ordenándose de manera periódica en un orden de largo alcance. Esta transición, denominada orden-desorden, se puede caracterizar mediante los cambios que se observan en los patrones de difracción.  
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Es muy conocido que en los caminos sin pavimentar hechos de arena o ripio se pueden desarrollar un patrón ondulado conocido como tabla de lavar, camino corrugado o los típicos “serruchos” del camino. Esto ocurre luego de ser sometidos a alto tránsito de los vehículos, sin importar su porte o velocidad. En esta práctica proponemos reproducir experimentalmente en con un modelo simplificado la formación de estos patrones del camino. En nuestro caso será con una rueda bajo condiciones controladas de tamaño, velocidad, peso, condiciones iniciales, etc., sobre una superficie compuesta por granos de arroz. Se estudiará la formación de los pozos y su dinámica con el paso de la rueda. El análisis de los datos no es cerrado ya que no hay un modelo que describa la totalidad del fenómeno. Para ello habrá que decidir qué tipo de mediciones realizar, cuáles son las variables a modificar y qué dejar invariante (si es que se puede). De esta forma se podría “modelar” el fenómeno encontrando cuáles son las variables importantes que determinan los patrones de los pozos y cuál es su dependencia. Partiendo de estos resultados se podría entender la física de este experimento.
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En el presente trabajo se fabricarán películas delgadas de la aleación FePt por técnicas de magnetron sputtering. Debido al proceso de fabricación, la aleación crece desordenada (fase A1) a temperatura ambiente y es necesario un tratamiento térmico para favorecer el orden atómico (fase L10). Se realizarán tratamientos térmicos a distintas temperaturas y se evaluará el grado de orden con técnicas de DRX.
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Adicionalmente se estudiará el cambio de propiedades magnéticas y de transporte eléctrico, con el grado de orden atómico en las películas.
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* Bibliografía:
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Bibliografía
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* N. Taberlet, S. W. Morris y J. N. McElwaine, “Washboard Road: The Dynamics of Granular Ripples Formed by Rolling Wheels”, Physical Reviews Letters 99 068003 (2007).
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* Transición orden-desorden: ''Elements of X-Ray Diffraction'' B.D. Cullity, S.R. Stock 3rd Ed. (2014) cap. 10.10
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* A. F. Bitbol, N. Taberlet, S. W. Morris, J. N. McElwaine, “Scaling and dynamics of washboard road”, Phys. Rev. E 79, 061308 (2009).
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* Propiedades estructurales de FePt: ''Growth, structure and magnetic properties of magnetron sputtered FePt thin films'', Valentina Cantelli, Dresden 2010.
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* Baptiste Percier, Sebastien Manneville, Nicolas Taberlet, “Modeling a washboard road: From experimental measurements to linear stability analysis”, Phys. Rev. E 87, 012203 (2013).
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* David C Mays y Boris A Faybishenko, “Washboards in unpaved highways as a complex dynamic system”, Complexity 5.6 (2000), 51-60.
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=== <span id="WiFi">Detección de objetos utilizando Wi-Fi</span> ===
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WiFi utiliza ondas de radiofrecuencia para la transmisión de datos de forma inalámbrica.  
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Estas ondas interactuan con el entorno por lo que la señal transmitida entre un emisor y un receptor depende del ambiente.
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La tecnología actual de las radios de Wifi permite acceder al estado de cada uno de los canales (y subcanales) de forma prácticamente continua.
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En esta práctica utilizaremos la los datos reportados por equipos de Wifi para la detección de objetos.  
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Bibliografía:
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* Steven M. Hernandez and Eyuphan Bulut ''[[Archivo:COMST22_WiFi_Sensing_Survey.pdf|WiFi Sensing on the Edge: Signal Processing
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Techniques and Challenges for Real-World Systems]]''     Link a software de esta referencia:[https://stevenmhernandez.github.io/ESP32-CSI-Tool/]
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* Listado de papers relacionados con el tema [https://github.com/Marsrocky/Awesome-WiFi-CSI-Sensing#awesome-wifi-sensing]
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* Framework de Expressif [https://github.com/espressif/esp-csi]
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=== <span id="EfectoHall">Determinación de la movilidad, la densidad y tipo de portadores en GaAs en función de temperatura mediante la técnica de van der Pauw</span> ===
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El trabajo se enfoca en aplicar la técnica de van der Pauw para determinar la movilidad y densidad de portadores de carga en un semiconductor (GaAs dopado con electrones y/o huecos) relizando mediciones de transporte eléctrico y efecto Hall en función de la temperatura.
  
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Bibliografía:
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* L. J. van der Pauw, “A Method of Measuring Specific Resistivity and Hall Effect of Discs of Arbitrary Shape,” Philips Research Reports, Vol. 13, February 1958, pp. 1-9. https://doi.org/10.1142/9789814503464_0017
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* Charles Kittel, Introduction to Solid State Physics, 8th Edition, ISBN: 978-0-471-41526-8
  
  
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dispersión elástica e inelástica en el rango de energía de algunos eV hasta 10 keV. Se discuten fenómenos de difracción de electrones en superficies cristalinas, la excitación de plasmones, de electrones Auger y los mecanismos de pérdida de energía de iones en materiales. Se manejan técnicas de ultra alto vacío, de detección de electrones, de iones, técnicas de tiempo de vuelo, cañones de electrones y de iones.
 
dispersión elástica e inelástica en el rango de energía de algunos eV hasta 10 keV. Se discuten fenómenos de difracción de electrones en superficies cristalinas, la excitación de plasmones, de electrones Auger y los mecanismos de pérdida de energía de iones en materiales. Se manejan técnicas de ultra alto vacío, de detección de electrones, de iones, técnicas de tiempo de vuelo, cañones de electrones y de iones.
  
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Bibliografía:
 
* L.C. Davisson y L.H. Germer, ''Diffraction of Electrons by a Crystal of Nickel'', [https://doi.org/10.1103/PhysRev.30.705 Phys. Rev. '''30''' (1927) 705.]
 
* L.C. Davisson y L.H. Germer, ''Diffraction of Electrons by a Crystal of Nickel'', [https://doi.org/10.1103/PhysRev.30.705 Phys. Rev. '''30''' (1927) 705.]
 
* D.P. Woodruff y T.A. Delchar, ''Modern Techniques of Surface Science'' (2da Edición, Cambridge University Press, Cambridge, 1994), [http://campi.cab.cnea.gov.ar/opacmarc/cgi-bin/wxis?IsisScript=/xis/opac.xis&task=BIB-RECORD&db=Falicov&cn=018406 Biblioteca]
 
* D.P. Woodruff y T.A. Delchar, ''Modern Techniques of Surface Science'' (2da Edición, Cambridge University Press, Cambridge, 1994), [http://campi.cab.cnea.gov.ar/opacmarc/cgi-bin/wxis?IsisScript=/xis/opac.xis&task=BIB-RECORD&db=Falicov&cn=018406 Biblioteca]
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=== <span id="EPR">EPR: Resonancia paramagnética electrónica</span> ===
 
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Se estudia el espectro de resonancia paramagnética electrónica (EPR) de impurezas sustitucionales de Mn2+ en un monocristal de MgO. Los experimentos se realizan en Banda X, que corresponde a una frecuencia de excitación de ~9.5 GHz (~4.10-5eV). A partir del análisis de los espectros se analiza la simetría del sitio cristalino que ocupa el Mn2+ y las diferentes interacciones presentes que modifican la estructura de niveles de energía del ión.
 
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* Pake, G. E. y Estle, T. L. (1973). The physical principles of electron paramagnetic resonance. (Ed. W. A. Benjamin, Inc. Reading Mssachusetts)
 
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* W. Low, Phys. Rev. 103, 793 (1957).
 
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* S V Nistor and M Stefan, J. Phys.: Condens. Matter 21 (2009) 145408.
 
  
 
<!-- DEJAMOS COMENTADA LA PRACTICA DE KDP QUE NO LA VAMOS A OFRECER EL 2021 -->
 
<!-- DEJAMOS COMENTADA LA PRACTICA DE KDP QUE NO LA VAMOS A OFRECER EL 2021 -->
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* Y.N. Huang ''et at'',  ''Domain freezing in potassium dihydrogen phosphate, triglycine sulfate, and CuAlZnNi'', [https://journals.aps.org/prb/pdf/10.1103/PhysRevB.55.16159 Phys. Rev. B '''55''' (1997) 16159].-->
 
* Y.N. Huang ''et at'',  ''Domain freezing in potassium dihydrogen phosphate, triglycine sulfate, and CuAlZnNi'', [https://journals.aps.org/prb/pdf/10.1103/PhysRevB.55.16159 Phys. Rev. B '''55''' (1997) 16159].-->
  
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<!-- DEJAMOS COMENTADA LA PRACTICA DE ALFAS QUE NO LA VAMOS A OFRECER EL 2021 -->
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=== <span id="alfas">Frenamiento de partículas alfa en gases</span> ===
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<!--=== <span id="alfas">Frenamiento de partículas alfa en gases</span> ===
 
  
 
Se estudia el frenamiento de partículas alfa y beta en gases. Se caracteriza el funcionamiento de los detectores de barrera de superficie
 
Se estudia el frenamiento de partículas alfa y beta en gases. Se caracteriza el funcionamiento de los detectores de barrera de superficie
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típica de física espacial.
 
típica de física espacial.
  
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* A. Poskus, ''Energy loss of alpha particles in gases'', [http://web.vu.lt/ff/a.poskus/files/2013/06/ENP_No02.pdf Documento.]
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Bibliografía:
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* G.F. Knoll, ''Radiation detection and measurement'' (4ta Edición, Wiley, Hoboken, 2010), [http://campi.cab.cnea.gov.ar/opacmarc/cgi-bin/wxis?IsisScript=/xis/opac.xis&task=BIB-RECORD&db=Falicov&cn=017086 Biblioteca]-->
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* A. Poskus, ''Energy loss of alpha particles in gases'', [http://web.vu.lt/ff/a.poskus/files/2019/02/NP_No16.pdf Documento]
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* G.F. Knoll, ''Radiation detection and measurement'' (4ta Edición, Wiley, Hoboken, 2010), [http://campi.cab.cnea.gov.ar/opacmarc/cgi-bin/wxis?IsisScript=/xis/opac.xis&task=BIB-RECORD&db=Falicov&cn=017086 Biblioteca]
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=== <span id="Johnson"> Mediciones primarias de temperatura usando ruido Johnson</span> ===
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* PHYWE SYSTEME GMBH - [https://www.nikhef.nl/~h73/kn1c/praktikum/phywe/LEP/Experim/5_2_24.pdf Documento]
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A partir de la reciente redefinición del Sistema Internacional de Unidades, es factible realizar “termometría primaria” mediante mediciones de la potencia de ruido eléctrico de una resistencia cualquiera termalizada a una temperatura T. Este tipo de medición se conoce como “termometría por ruido Johnson” e implican poder medir la varianza de una tensión extremadamente pequeña. Este experimento conlleva el manejo de amplificadores lock-in y/o otro tipo de amplificadores, diseño criogénico y la implementación de estrategias adecuadas de medición de los parámetros relevantes.
 
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* J. B. Johnson, ''Thermal Agitation of Electricity in Conductors'', [https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.32.97 Phys. Rev. '''32''' (1928) 97.]
 
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* H. Nyquist, ''Thermal Agitation of Electric Charge in Conductors'', [https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.32.110 Phys. Rev. '''32''' (1928) 110.]
 
  
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=== <span id="foner">Magnetismo: magnetómetro Foner</span> ===
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=== <span id="foner">Magnetismo: Magnetómetro de Muestra Vibrante</span> ===
  
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Esta práctica se realiza en torno a un equipo conocido como "Magnetómetro de Muestra Vibrante" (VSM), originalmente desarrollado por S. Foner en los años 1950. Permite medir la magnetización ''M'' de un material en función del campo magnético y la temperatura. Se pueden realizar experimentos en los cuales se mide la magnetización en distintas condiciones, a temperatura constante variando el campo magnético (ciclos de histéresis); con campo magnético constante y variando la temperatura, o simplemente fijando la temperatura y el campo y midiendo como varía la magnetización en el tiempo (relajación magnética). Estos experimentos permiten caracterizar y estudiar en detalle materiales que presentan distinto tipo de respuesta: Paramagnetismo, Ferromagnetismo, Antiferromagnetismo, Ferrimagnetismo y Helimagnetismo. Adicionalmente, se pueden estudiar los efectos que tiene cambiar la forma de la muestra y la presencia de anisotropías. También se pueden explorar diferentes cantidades termodinámicas de relevancia como la entropía magnética y estudiar las transiciones de fase en el marco de modelos de campo medio.  
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Esta práctica se realiza en torno a un Magnetómetro de Muestra Vibrante (VSM), originalmente desarrollado por S. Foner en los años 1950. Permite medir la magnetización ''M'' de un material en función del campo magnético y la temperatura. Se pueden realizar experimentos en los cuales se mide la magnetización en distintas condiciones, a temperatura constante variando el campo magnético (ciclos de histéresis); con campo magnético constante y variando la temperatura, o simplemente fijando la temperatura y el campo y midiendo como varía la magnetización en el tiempo. Estos experimentos permiten caracterizar y estudiar en detalle materiales que presentan distinto tipo de respuesta: Paramagnetismo, Ferromagnetismo, Antiferromagnetismo, Ferrimagnetismo y Helimagnetismo. Adicionalmente, se pueden estudiar los efectos que tiene cambiar la forma de la muestra y la presencia de anisotropías. También se pueden explorar diferentes cantidades termodinámicas de relevancia como la entropía magnética y estudiar las transiciones de fase en el marco de modelos de campo medio.  
  
 
Algunos de los materiales estudiados en los últimos años fueron el gadolinio metálico
 
Algunos de los materiales estudiados en los últimos años fueron el gadolinio metálico
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<!-- PARA COMENTAR USAR ESTA SINTAXIS SINTAXIS -->
 
<!-- PARA COMENTAR USAR ESTA SINTAXIS SINTAXIS -->
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* [[Medio:Foner.pdf|Presentación de la práctica en PDF]].
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* [[Medio:Presentación_Magnetometria_VSM.pdf|Presentación de la práctica en PDF]].
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* [[Medio:Magnetometro_de_Muestra_Vibrante.pdf|Apuntes: Magnetismo y Magnetometría de muestra vibrante]].  
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* [[Medio:Apuntes_-_Magnetómetro_de_Muestra_Vibrante.pdf|Apuntes: Magnetismo y Magnetometría de muestra vibrante]].  
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Bibliografía:
 
* S. Foner, ''Versatile and Sensitive Vibrating-Sample Magnetometer'', [https://doi.org/10.1080/00107518208237096 Rev. Sci. Instrum. '''30''' (1959) 548.]
 
* S. Foner, ''Versatile and Sensitive Vibrating-Sample Magnetometer'', [https://doi.org/10.1080/00107518208237096 Rev. Sci. Instrum. '''30''' (1959) 548.]
 
*S. Foner, "The vibrating sample magnetometer: Experiences of a volunteer", [http://dx.doi.org/10.1063/1.361657 J. Appl. Phys. '''79''' (1996) 4740]
 
*S. Foner, "The vibrating sample magnetometer: Experiences of a volunteer", [http://dx.doi.org/10.1063/1.361657 J. Appl. Phys. '''79''' (1996) 4740]
Línea 97: Línea 139:
 
* S Blundell, ''Magnetism in Condensed Matter'' (Oxford University Press, U.K. 2003), [http://campi.cab.cnea.gov.ar/opacmarc/cgi-bin/wxis?IsisScript=/xis/opac.xis&task=BIB-RECORD&db=Falicov&cn=012959 Biblioteca.]
 
* S Blundell, ''Magnetism in Condensed Matter'' (Oxford University Press, U.K. 2003), [http://campi.cab.cnea.gov.ar/opacmarc/cgi-bin/wxis?IsisScript=/xis/opac.xis&task=BIB-RECORD&db=Falicov&cn=012959 Biblioteca.]
 
* B.D Cullity y C.D. Graham, ''Introduction to Magnetic Materials'' (2da Edición, IEEE/Wiley, Hoboken, 2009), [http://campi.cab.cnea.gov.ar/opacmarc/cgi-bin/wxis?IsisScript=/xis/opac.xis&task=BIB-RECORD&db=Falicov&cn=016795 Biblioteca.]
 
* B.D Cullity y C.D. Graham, ''Introduction to Magnetic Materials'' (2da Edición, IEEE/Wiley, Hoboken, 2009), [http://campi.cab.cnea.gov.ar/opacmarc/cgi-bin/wxis?IsisScript=/xis/opac.xis&task=BIB-RECORD&db=Falicov&cn=016795 Biblioteca.]
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<!-- === <span id="YBaCuO">Resistividad de óxidos no estequiométricos</span> ===
 
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Se analiza la transición de fases ortorrómbica-tetragonal en el compuesto YBa<sub>2</sub>Cu<sub>3</sub>O<sub>(7-x)</sub> (cerámico superconductor de alta temperatura Tc= 92K sintetizado en el laboratorio), mediante mediciones de resistividad en el rango de temperaturas 550-700°C en atmósferas de
 
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presión parcial de oxígeno entre 0,02 atm y 1 atm (regulada mediante mezclas de O<sub>2</sub> y Ar).
 
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* A.T. Fiory ''et al'', ''Effect of oxygen desorption on electrical transport in YBa<sub>2</sub>Cu<sub>3</sub>O<sub>(7-d)</sub>'', [https://doi.org/10.1103/PhysRevB.36.7262 Phys. Rev. B '''36''' (1987) 7262].
 
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=== <span id="Superconductores"> Transporte en superconductores</span> ===
 
=== <span id="Superconductores"> Transporte en superconductores</span> ===
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*Libro de E.A. Lynton    Superconductivity  ~1964
 
*Libro de E.A. Lynton    Superconductivity  ~1964
  
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=== <span id="helio4">Helio 4 superfluido (disponible segunda mitad del semestre)</span> ===
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=== <span id="DilatacionTermica"> Determinación de la temperatura de transiciones de fase mediante dilatometría diferencial </span> ===
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La dilatometría térmica diferencial es una técnica muy utilizada para la determinación de coeficientes de expansión térmica en materiales. Particularmente, en sistemas que presentan transiciones de fase cristalinas y/o magnéticas se observan discontinuidades en esta variable que pueden utilizarse para determinar las temperaturas de transición. Se examinará la transformación martensítica que ocurre en el sistema Fe-Mn-Cr de modo de obtener las temperaturas de inicio para la fase de austenita y martensita y trateremos de correlacionarla con medias de transporte eléctrico. También es posible investigar la transición magnética en materiales ferromagnéticos como níquel, Fe o Co para determinar su temperatura de Curie.
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Bibliografía:
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* H. Callen, Termodinámica, Universidad de Pensilvania.  ISBN-13: ‎ 978-8472880429
 +
* Charles Kittel, Introduction to Solid State Physics, 8th Edition, ISBN: 978-0-471-41526-8
 +
* On deformation behavior of Fe-Mn based structural alloys. Piyas Chowdhury, et al. Mater. Sci. Eng. Volume 122, December 2017, Pages 1-28.
 +
* T. G. Kollie, Measurement of the thermal-expansion coefficient of nickel from 300 to 1000 K and determination of the power-law constants near the Curie temperature, Physical Review, Volume 16, Numer 11, 1 December 1977.
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<!--=== <span id="EPR">Resonancia paramagnética electrónica (EPR): Estudio de la estabilidad de la cerveza</span> ===
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En esta práctica estudiamos la formación de radicales libres en cervezas artesanales y comerciales y su relación con la estabilidad del producto final. Los radicales libres son moléculas que presentan electrones desapareados con S=1/2, muy reactivas, que oxidan/degradan diferentes componentes de la cerveza. Este estudio se realiza a partir de Espectroscopía de Resonancia Paramagnética Electrónica (EPR), utilizando la técnica de “spin-traps”. A partir de las mediciones de los espectros de EPR, y  del ajuste de los mismos con un Hamiltoniano modelo,  se identificarán y cuantificarán los radicales libres presentes en la cerveza. Además se estudiará el efecto de la temperatura, la exposición a la luz y la presencia de antioxidantes en la generación de estas especies reactivas y su influencia en la estabilidad de la cerveza.
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* Hirotaka Kaneda, Yukinobu Kano, Toshihiko Osawa, Shunro Kawakishi & Kohzo Kamada. Journal of the American Society of Brewing Chemists (1989), 47:2, 49-53, DOI: 10.1094/ASBCJ-47-0049
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* Max Schmallegger and Georg Gescheidt, J. Chem. Educ. 2018, 95, 11, 2013–2016. 10.1021/acs.jchemed.8b00329
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* Pake, G. E. & Estle, T. L.  ''The Physical Principles of Electron Paramagnetic Resonance. (2nd Ed. 1973).'' W. A. Benjamin, Advanced Book Program.-->
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<!--=== <span id="TransicionOrdenDesorden">Transición orden-desorden en películas delgadas</span> ===
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La técnica de difracción de rayos X (DRX) es una herramienta fundamental para el estudio de la estructura cristalina de materiales sólidos. Con esta técnica es posible determinar el tamaño y la simetría de la red cristalina, las posiciones de los átomos en la red, etc.
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Si bien en la mayoría de las aleaciones binarias los átomos están distribuidos al azar en las posiciones de la celda unidad, existen algunas aleaciones (por ejemplo Cu3Au, CuZn, FePt, FePd) en las que, por debajo de cierta temperatura, los átomos pueden estar en posiciones bien determinadas ordenándose de manera periódica en un orden de largo alcance. Esta transición, denominada orden-desorden, se puede caracterizar mediante los cambios que se observan en los patrones de difracción.
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En el presente trabajo se fabricarán películas delgadas de la aleación FePt por técnicas de magnetron sputtering. Debido al proceso de fabricación, la aleación crece desordenada (fase A1) a temperatura ambiente y es necesario un tratamiento térmico para favorecer el orden atómico (fase L10). Se realizarán tratamientos térmicos a distintas temperaturas y se evaluará el grado de orden con técnicas de DRX.
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Adicionalmente se estudiará el cambio de propiedades magnéticas y de transporte eléctrico, con el grado de orden atómico en las películas.
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Bibliografía:
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* Transición orden-desorden: ''Elements of X-Ray Diffraction'' B.D. Cullity, S.R. Stock 3rd Ed. (2014) cap. 10.10
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* Propiedades estructurales de FePt: ''Growth, structure and magnetic properties of magnetron sputtered FePt thin films'', Valentina Cantelli, Dresden 2010.-->
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<!--=== <span id="Johnson"> Mediciones primarias de temperatura usando ruido Johnson</span> ===
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A partir de la reciente redefinición del Sistema Internacional de Unidades, es factible realizar “termometría primaria” mediante mediciones de la potencia de ruido eléctrico de una resistencia cualquiera termalizada a una temperatura T. Este tipo de medición se conoce como “termometría por ruido Johnson” e implican poder medir la varianza de una tensión extremadamente pequeña. Este experimento conlleva el manejo de amplificadores lock-in y/o otro tipo de amplificadores, diseño criogénico y la implementación de estrategias adecuadas de medición de los parámetros relevantes.
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* J. B. Johnson, ''Thermal Agitation of Electricity in Conductors'', [https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.32.97 Phys. Rev. '''32''' (1928) 97.]
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* H. Nyquist, ''Thermal Agitation of Electric Charge in Conductors'', [https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.32.110 Phys. Rev. '''32''' (1928) 110.]-->
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<!-- === <span id="YBaCuO">Resistividad de óxidos no estequiométricos</span> ===
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Se analiza la transición de fases ortorrómbica-tetragonal en el compuesto YBa<sub>2</sub>Cu<sub>3</sub>O<sub>(7-x)</sub> (cerámico superconductor de alta temperatura Tc= 92K sintetizado en el laboratorio), mediante mediciones de resistividad en el rango de temperaturas 550-700°C en atmósferas de
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presión parcial de oxígeno entre 0,02 atm y 1 atm (regulada mediante mezclas de O<sub>2</sub> y Ar).
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* A.T. Fiory ''et al'', ''Effect of oxygen desorption on electrical transport in YBa<sub>2</sub>Cu<sub>3</sub>O<sub>(7-d)</sub>'', [https://doi.org/10.1103/PhysRevB.36.7262 Phys. Rev. B '''36''' (1987) 7262].
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<!--=== <span id="helio4">Helio 4 superfluido (disponible segunda mitad del semestre)</span> ===
  
 
El Helio es un elemento muy particular: a medida que se lo enfría, a presión atmosférica, se lo logra licuar a 4,2 K pero no se logra solidificarlo. Lo que se observa, en cambio, es una transición entre dos fases fluidas distintas: una fase "normal" de alta temperatura y una fase "superfluida" a temperaturas inferiores a 2,17 K. En esta práctica se propone explorar, mediante distintos experimentos, algunas de las manifestaciones notables de la fase superfluida, como son la posibilidad de generar ondas de calor (segundo sonido), las ausencia de viscosidad y el efecto termomecánico (efecto fuente).   
 
El Helio es un elemento muy particular: a medida que se lo enfría, a presión atmosférica, se lo logra licuar a 4,2 K pero no se logra solidificarlo. Lo que se observa, en cambio, es una transición entre dos fases fluidas distintas: una fase "normal" de alta temperatura y una fase "superfluida" a temperaturas inferiores a 2,17 K. En esta práctica se propone explorar, mediante distintos experimentos, algunas de las manifestaciones notables de la fase superfluida, como son la posibilidad de generar ondas de calor (segundo sonido), las ausencia de viscosidad y el efecto termomecánico (efecto fuente).   
Línea 122: Línea 199:
 
* V.P. Peshkov, ''Second sound in Helium II'', [http://www.jetp.ac.ru/cgi-bin/dn/e_011_03_0580.pdf Soviet Phys. JETP '''11''' (1960) 580.]
 
* V.P. Peshkov, ''Second sound in Helium II'', [http://www.jetp.ac.ru/cgi-bin/dn/e_011_03_0580.pdf Soviet Phys. JETP '''11''' (1960) 580.]
 
* C.T. Lane, H.A. Fairbank y W.M. Fairbank, ''Second sound in Liquid Helium II'', [https://doi.org/10.1103/PhysRev.71.600 Phys. Rev. '''71''' (1947) 600.]
 
* C.T. Lane, H.A. Fairbank y W.M. Fairbank, ''Second sound in Liquid Helium II'', [https://doi.org/10.1103/PhysRev.71.600 Phys. Rev. '''71''' (1947) 600.]
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* M.L. Amigó ''et al.'', ''A quantitative experiment on the fountain effect in superfluid helium'', [https://doi.org/10.1088/1361-6404/aa818c Eur. J. Phys. '''38''' (2017) 055103].
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* M.L. Amigó ''et al.'', ''A quantitative experiment on the fountain effect in superfluid helium'', [https://doi.org/10.1088/1361-6404/aa818c Eur. J. Phys. '''38''' (2017) 055103].-->
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=== <span id="RutasArgentinas"> Rutas  Argentinas </span> ===
 
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Es muy conocido que en los caminos sin pavimentar hechos de arena o ripio se pueden desarrollar un patrón ondulado conocido como tabla de lavar, camino corrugado o los típicos “serruchos” del camino. Esto ocurre luego de ser sometidos a alto tránsito de los vehículos, sin importar su porte o velocidad. En esta práctica proponemos reproducir experimentalmente en con un modelo simplificado la formación de estos patrones del camino. En nuestro caso será con una rueda bajo condiciones controladas de tamaño, velocidad, peso, condiciones iniciales, etc., sobre una superficie compuesta por granos de arroz. Se estudiará la formación de los pozos y su dinámica con el paso de la rueda. El análisis de los datos no es cerrado ya que no hay un modelo que describa la totalidad del fenómeno. Para ello habrá que decidir qué tipo de mediciones realizar, cuáles son las variables a modificar y qué dejar invariante (si es que se puede). De esta forma se podría “modelar” el fenómeno encontrando cuáles son las variables importantes que determinan los patrones de los pozos y cuál es su dependencia. Partiendo de estos resultados se podría entender la física de este experimento.
 
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* Bibliografía:
 
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* N. Taberlet, S. W. Morris y J. N. McElwaine, “Washboard Road: The Dynamics of Granular Ripples Formed by Rolling Wheels”, Physical Reviews Letters 99 068003 (2007).
 
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* A. F. Bitbol, N. Taberlet, S. W. Morris, J. N. McElwaine, “Scaling and dynamics of washboard road”, Phys. Rev. E 79, 061308 (2009).
 
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Baptiste Percier, Sebastien Manneville, Nicolas Taberlet, “Modeling a washboard road: From experimental measurements to linear stability analysis”, Phys. Rev. E 87, 012203 (2013).
 
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* David C Mays y Boris A Faybishenko, “Washboards in unpaved highways as a complex dynamic system”, Complexity 5.6 (2000), 51-60.
 
  
  
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=== <span id="Pozos"> Pozos cuánticos </span> ===
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<!--=== <span id="Pozos"> Pozos cuánticos </span> ===
  
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En un recorrido pedagógico sobre los efectos cuánticos en la estructura electrónica de átomos y sólidos, estudiaremos con métodos de espectroscopía óptica los estados cuánticos de electrones confinados en pozos artificiales. Si el tiempo disponible lo permite, también veremos cómo estos estados se modifican de manera cualitativa cuando los pozos cuánticos se confinan además en cavidades de luz.
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En un recorrido pedagógico sobre los efectos cuánticos en la estructura electrónica de átomos y sólidos, estudiaremos con métodos de espectroscopía óptica los estados cuánticos de electrones confinados en pozos artificiales. Si el tiempo disponible lo permite, también veremos cómo estos estados se modifican de manera cualitativa cuando los pozos cuánticos se confinan además en cavidades de luz.-->
  
  
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=== <span id="RMN"> Imágenes no invasivas de tamaños de microestructuras de sistemas biológicos mediante resonancia magnética nuclear</span> ===
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<!--=== <span id="RMN"> Imágenes no invasivas de tamaños de microestructuras de sistemas biológicos mediante resonancia magnética nuclear</span> ===
  
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<!--* Gonzalo completa acá lo de RMN. Hay que borrar toda la línea porque el inicio y fin son para comentarla-->
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* Gonzalo completa acá lo de RMN. Hay que borrar toda la línea porque el inicio y fin son para comentarla
  
 
La extracción de información cuantitativa de la microestructura del tejido vivo mediante imágenes no invasivas es un gran desafío para poder comprender los mecanismos de enfermedades y permitir el diagnóstico temprano de las patologías. Las imágenes por resonancia magnética nuclear (MRI en inglés) son una técnica prometedora y ampliamente utilizada para lograr este objetivo, pero aún proporciona baja resolución para revelar detalles de microestructura [1,2]. En esta práctica implementaremos un método nuevo basado en principios de la física cuántica para producir imágenes de tamaños de microestructura, donde uno puede filtrar la señal que proviene de tamaños microestructurales específicos [3]. El método se basa en sondear selectivamente la señal de los espines nucleares, utilizados como sensores cuánticos, para monitorear la difusión molecular dentro de compartimentos de tejidos. Se utilizará esta técnica en una muestra de levadura para generar imágenes con la señal proveniente del agua dentro de sus células y con la extra-celular [4]. Demostrar la posibilidad de hacer imágenes que distingan las componentes intra y extra celular es muy relevante para generar nuevas técnicas de diagnóstico médico temprano, y comprender una serie de procesos biológicos en animales y seres humanos.
 
La extracción de información cuantitativa de la microestructura del tejido vivo mediante imágenes no invasivas es un gran desafío para poder comprender los mecanismos de enfermedades y permitir el diagnóstico temprano de las patologías. Las imágenes por resonancia magnética nuclear (MRI en inglés) son una técnica prometedora y ampliamente utilizada para lograr este objetivo, pero aún proporciona baja resolución para revelar detalles de microestructura [1,2]. En esta práctica implementaremos un método nuevo basado en principios de la física cuántica para producir imágenes de tamaños de microestructura, donde uno puede filtrar la señal que proviene de tamaños microestructurales específicos [3]. El método se basa en sondear selectivamente la señal de los espines nucleares, utilizados como sensores cuánticos, para monitorear la difusión molecular dentro de compartimentos de tejidos. Se utilizará esta técnica en una muestra de levadura para generar imágenes con la señal proveniente del agua dentro de sus células y con la extra-celular [4]. Demostrar la posibilidad de hacer imágenes que distingan las componentes intra y extra celular es muy relevante para generar nuevas técnicas de diagnóstico médico temprano, y comprender una serie de procesos biológicos en animales y seres humanos.
Línea 151: Línea 219:
 
[3] Capiglioni, M., Zwick, A., Jiménez, P. & Álvarez, G. A. Noninvasive Quantitative Imaging of Selective Microstructure Sizes via Magnetic Resonance. [https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.15.014045 Phys. Rev. Applied '''15''' (2021) 014045].
 
[3] Capiglioni, M., Zwick, A., Jiménez, P. & Álvarez, G. A. Noninvasive Quantitative Imaging of Selective Microstructure Sizes via Magnetic Resonance. [https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.15.014045 Phys. Rev. Applied '''15''' (2021) 014045].
  
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[4] Suh, K.-J. et al. Water self-diffusion behavior in yeast cells studied by pulsed field gradient NMR. [https://doi.org/10.1016/S0301-4622(02)00361-7 Biophysical Chemistry '''104''' (2003) 121].
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[4] Suh, K.-J. et al. Water self-diffusion behavior in yeast cells studied by pulsed field gradient NMR. [https://doi.org/10.1016/S0301-4622(02)00361-7 Biophysical Chemistry '''104''' (2003) 121].-->
  
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=== <span id="JunturasTunel"> Caracterización de barreras aislantes utilizando un microscopio de fuerza atómica conductora </span> ===
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<!--=== <span id="JunturasTunel"> Caracterización de barreras aislantes utilizando un microscopio de fuerza atómica conductora </span> ===
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<!--* Martín completa acá lo de la practica. Hay que borrar toda la línea porque el inicio y fin son para comentarla-->
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* Martín completa acá lo de la practica. Hay que borrar toda la línea porque el inicio y fin son para comentarla
  
 
Durante la práctica se estudiarán sistemas bicapas: electrodo conductor con barreras aislantes de diferente espesor. El objetivo de la práctica será en primer lugar familiarizarse con el uso del microscopio de fuerza atómica para la caracterización de sistemas nanoestructurados, conociendo sus diferentes modos de medición.  En segundo lugar se utilizará la técnica de microscopía de fuerza atómica en el modo topografía para obtener información sobre la superficie de las muestras y poder luego, correlacionar la misma con las propiedades de transporte. Luego se utilizará la microscopía de fuerza atómica conductora (CAFM) para estudiar las propiedades de transporte de las muestras. Se realizarán mapeos de la conductividad y se analizará la respuesta tensión – corriente de las bicapas. Finalmente se analizará la física del sistema, utilizando primeros principios o simulaciones numéricas para poder obtener los parámetros críticos en la fabricación de los dispositivos tipo junturas túnel y sus aplicaciones. Esto permitirá diseñar un protocolo de caracterización y estandarización en el desarrollo de este tipo de dispositivos.
 
Durante la práctica se estudiarán sistemas bicapas: electrodo conductor con barreras aislantes de diferente espesor. El objetivo de la práctica será en primer lugar familiarizarse con el uso del microscopio de fuerza atómica para la caracterización de sistemas nanoestructurados, conociendo sus diferentes modos de medición.  En segundo lugar se utilizará la técnica de microscopía de fuerza atómica en el modo topografía para obtener información sobre la superficie de las muestras y poder luego, correlacionar la misma con las propiedades de transporte. Luego se utilizará la microscopía de fuerza atómica conductora (CAFM) para estudiar las propiedades de transporte de las muestras. Se realizarán mapeos de la conductividad y se analizará la respuesta tensión – corriente de las bicapas. Finalmente se analizará la física del sistema, utilizando primeros principios o simulaciones numéricas para poder obtener los parámetros críticos en la fabricación de los dispositivos tipo junturas túnel y sus aplicaciones. Esto permitirá diseñar un protocolo de caracterización y estandarización en el desarrollo de este tipo de dispositivos.
Línea 160: Línea 228:
 
* J. G. Simmons, ''Generalized Formula for the Electric Tunnel Effect between Similar Electrodes Separated by a Thin Insulating Film'', [https://doi.org/10.1063/1.1702682 J. Appl. Phys. '''34''' (1963) 1793.] – Conductividad en junturas túnel.
 
* J. G. Simmons, ''Generalized Formula for the Electric Tunnel Effect between Similar Electrodes Separated by a Thin Insulating Film'', [https://doi.org/10.1063/1.1702682 J. Appl. Phys. '''34''' (1963) 1793.] – Conductividad en junturas túnel.
  
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* F. Bardou, ''Rare events in quantum tunneling'', [https://doi.org/10.1209/epl/i1997-00341-6  Europhysics Letters '''39''' (1997) 239.] – Mapeos de la conductividad a escala nano, modelado.
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* F. Bardou, ''Rare events in quantum tunneling'', [https://doi.org/10.1209/epl/i1997-00341-6  Europhysics Letters '''39''' (1997) 239.] – Mapeos de la conductividad a escala nano, modelado.-->
  
 
=== <span id="Pasadas">Prácticas Pasadas</span>===
 
=== <span id="Pasadas">Prácticas Pasadas</span>===
Línea 166: Línea 234:
  
 
* Ferroelectricidad en KDP
 
* Ferroelectricidad en KDP
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* Dilatación térmica
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<!--* Dilatación térmica-->
 
* Efecto Mpemba
 
* Efecto Mpemba
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* Frenamiento de partículas alfa en gases
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<!--* Frenamiento de partículas alfa en gases-->
 
<!--* Rutas Argentinas-->
 
<!--* Rutas Argentinas-->
 
* Desarrollo de dipositivos microelectrónicos
 
* Desarrollo de dipositivos microelectrónicos
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* Caracterización de barreras aislantes utilizando un microscopio de fuerza atómica conductora
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* Mediciones primarias de temperatura usando ruido Johnson
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* Helio 4 superfluido
  
  

Revisión actual del 16:14 27 jun 2024


Prácticas Disponibles


Resonancia paramagnética electrónica (EPR): Espectro de impurezas de Mn2+ en un cristal de MgO

En el presente trabajo se utiliza la técnica de Resonancia Paramagnética Electrónica para estudiar el espectro de impurezas de Mn+2 en un monocristal de MgO. Se analizan las diferentes interacciones que desdoblan el nivel fundamental y que dan origen a dicho espectro. Estas son el efecto Zeeman, la interacción hiperfina, y el efecto del campo cristalino donde se encuentra el ión. Adicionalmente, se analiza la simetría cristalina, y se detectan otras impurezas en la muestra estudiada.

Bibliografía:

  • Pake G.E, T.L. Estle, The Physical Principles of Electron Paramagnetic Resonance, Addison-Wesley,1973, ISBN 0-8053-7702-6.
  • Brustolon M., Giamello E., Electron Paramagnetic Resonance, John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-25882-8.
  • Weil J. et al., Electron Paramagnetic Resonance: Elementary Theory and Practical Applications, John Wiley & Sons, 1994, ISBN 0-471-57234-9.
  • Low W., Paramagnetic Resonance Spectrum of Manganese in Cubic MgO and CaF2, Phys. Rev.,105, 793.
  • Story T. et al., Electron Paramagnetic Resonance of Cr in PbTe, Acta Physica Polonica A., 84 4, 773-775, 1993.


Determinación de estructuras cristalinas y parámetros de red de óxidos de tierras raras mediante difracción de rayos X

Las tierras raras presentan características especiales utilizadas en una variedad de aplicaciones tecnológicas y científicas, desde la fabricación de imanes de alta eficiencia y dispositivos electrónicos, hasta catalizadores y materiales avanzados. Debido a su alta reactividad, la mayoría de las tierras raras se consiguen comercialmente como óxidos, hidróxidos, nitratos, etc. y muchas veces la composición y/o estequiometría nominal no coinciden con la real. El objetivo de la práctica es estudiar con técnicas de difracción de rayos X distintos óxidos comerciales de las tierras raras (La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho) para determinar su estructura cristalina y sus parámetros de red y ver si se corresponden con los valores publicados en la literatura. En algunos casos será necesario realizar tratamientos térmicos para estabilizar la fase de óxido. Buscaremos luego correlacionar el estado de oxidación de la tierra rara, el tamaño de la celda unidad y el radio iónico en función del número atómico.

Bibliografía:

  • Cullity, B. D.; Elements of X-Ray Diffraction, Addison-Wesley Publishing Company, Inc, 1978. ISBN: 0-201-01174-3.
  • The Materials Project; https://next-gen.materialsproject.org/
  • Basic properties of rare earth oxides. Satoshi Sato, Ryoji Takahashi, Mika Kobune, Hiroshi Gotoh. Applied Catalysis A: General 356 (2009) 57–63. doi:10.1016/j.apcata.2008.12.019


MEMS: Estudio de modos normales, respuesta no lineal y acoplamiento de modos en micro osciladores de Silicio

Estudiaremos los distintos modos normales de vibración de microestructuras de silicio, su factor de calidad y como no linealidades pueden inducir un acoplamiento entre distintos estados.

Bibliografía:

  • Antonio, D., Zanette, D.H. and López, D., 2012. Frequency stabilization in nonlinear micromechanical oscillators. Nature communications, 3(1), p.806.
  • Antonio, D., Czaplewski, D.A., Guest, J.R., López, D., Arroyo, S.I. and Zanette, D.H., 2015. Nonlinearity-induced synchronization enhancement in micromechanical oscillators. Physical review letters, 114(3), p.034103.


Rutas Argentinas

Es muy conocido que en los caminos sin pavimentar hechos de arena o ripio se pueden desarrollar un patrón ondulado conocido como tabla de lavar, camino corrugado o los típicos “serruchos” del camino. Esto ocurre luego de ser sometidos a alto tránsito de los vehículos, sin importar su porte o velocidad. En esta práctica proponemos reproducir experimentalmente en con un modelo simplificado la formación de estos patrones del camino. En nuestro caso será con una rueda bajo condiciones controladas de tamaño, velocidad, peso, condiciones iniciales, etc., sobre una superficie compuesta por granos de arroz. Se estudiará la formación de los pozos y su dinámica con el paso de la rueda. El análisis de los datos no es cerrado ya que no hay un modelo que describa la totalidad del fenómeno. Para ello habrá que decidir qué tipo de mediciones realizar, cuáles son las variables a modificar y qué dejar invariante (si es que se puede). De esta forma se podría “modelar” el fenómeno encontrando cuáles son las variables importantes que determinan los patrones de los pozos y cuál es su dependencia. Partiendo de estos resultados se podría entender la física de este experimento.

  • Bibliografía:
  • N. Taberlet, S. W. Morris y J. N. McElwaine, “Washboard Road: The Dynamics of Granular Ripples Formed by Rolling Wheels”, Physical Reviews Letters 99 068003 (2007).
  • A. F. Bitbol, N. Taberlet, S. W. Morris, J. N. McElwaine, “Scaling and dynamics of washboard road”, Phys. Rev. E 79, 061308 (2009).
  • Baptiste Percier, Sebastien Manneville, Nicolas Taberlet, “Modeling a washboard road: From experimental measurements to linear stability analysis”, Phys. Rev. E 87, 012203 (2013).
  • David C Mays y Boris A Faybishenko, “Washboards in unpaved highways as a complex dynamic system”, Complexity 5.6 (2000), 51-60.

Detección de objetos utilizando Wi-Fi

WiFi utiliza ondas de radiofrecuencia para la transmisión de datos de forma inalámbrica. Estas ondas interactuan con el entorno por lo que la señal transmitida entre un emisor y un receptor depende del ambiente. La tecnología actual de las radios de Wifi permite acceder al estado de cada uno de los canales (y subcanales) de forma prácticamente continua. En esta práctica utilizaremos la los datos reportados por equipos de Wifi para la detección de objetos.

Bibliografía:

Determinación de la movilidad, la densidad y tipo de portadores en GaAs en función de temperatura mediante la técnica de van der Pauw

El trabajo se enfoca en aplicar la técnica de van der Pauw para determinar la movilidad y densidad de portadores de carga en un semiconductor (GaAs dopado con electrones y/o huecos) relizando mediciones de transporte eléctrico y efecto Hall en función de la temperatura.

Bibliografía:

  • L. J. van der Pauw, “A Method of Measuring Specific Resistivity and Hall Effect of Discs of Arbitrary Shape,” Philips Research Reports, Vol. 13, February 1958, pp. 1-9. https://doi.org/10.1142/9789814503464_0017
  • Charles Kittel, Introduction to Solid State Physics, 8th Edition, ISBN: 978-0-471-41526-8


Difracción de electrones

Se realizan experimentos de interacción de partículas atómicas (electrones e iones) con superficies. Se estudian fenómenos de dispersión elástica e inelástica en el rango de energía de algunos eV hasta 10 keV. Se discuten fenómenos de difracción de electrones en superficies cristalinas, la excitación de plasmones, de electrones Auger y los mecanismos de pérdida de energía de iones en materiales. Se manejan técnicas de ultra alto vacío, de detección de electrones, de iones, técnicas de tiempo de vuelo, cañones de electrones y de iones.

Bibliografía:

  • L.C. Davisson y L.H. Germer, Diffraction of Electrons by a Crystal of Nickel, Phys. Rev. 30 (1927) 705.
  • D.P. Woodruff y T.A. Delchar, Modern Techniques of Surface Science (2da Edición, Cambridge University Press, Cambridge, 1994), Biblioteca


Frenamiento de partículas alfa en gases

Se estudia el frenamiento de partículas alfa y beta en gases. Se caracteriza el funcionamiento de los detectores de barrera de superficie en función de la polarización, la temperatura, las capacidades de los cables y de las etapas de preamplificación. Se utiliza electrónica típica de física espacial.

Bibliografía:

  • A. Poskus, Energy loss of alpha particles in gases, Documento
  • G.F. Knoll, Radiation detection and measurement (4ta Edición, Wiley, Hoboken, 2010), Biblioteca
  • PHYWE SYSTEME GMBH - Documento

Magnetismo: Magnetómetro de Muestra Vibrante

Esta práctica se realiza en torno a un Magnetómetro de Muestra Vibrante (VSM), originalmente desarrollado por S. Foner en los años 1950. Permite medir la magnetización M de un material en función del campo magnético y la temperatura. Se pueden realizar experimentos en los cuales se mide la magnetización en distintas condiciones, a temperatura constante variando el campo magnético (ciclos de histéresis); con campo magnético constante y variando la temperatura, o simplemente fijando la temperatura y el campo y midiendo como varía la magnetización en el tiempo. Estos experimentos permiten caracterizar y estudiar en detalle materiales que presentan distinto tipo de respuesta: Paramagnetismo, Ferromagnetismo, Antiferromagnetismo, Ferrimagnetismo y Helimagnetismo. Adicionalmente, se pueden estudiar los efectos que tiene cambiar la forma de la muestra y la presencia de anisotropías. También se pueden explorar diferentes cantidades termodinámicas de relevancia como la entropía magnética y estudiar las transiciones de fase en el marco de modelos de campo medio.

Algunos de los materiales estudiados en los últimos años fueron el gadolinio metálico (Gd), disprosio metálico (Dy), óxido de gadolinio (Gd2O3) y manganitas de la familia La1-xCaxMnO3.

Bibliografía:

Transporte en superconductores

Usaremos un criogenerador para cambiar la temperatura y medir resistencia en monocristales superconductores anisotrópicos en configuración de terminales múltiples. Nos centraremos en el compuesto superconductor de alta temperatura crítica (SATC) Bi2Sr2CaCu2O8 que es el más anisotrópico de la familia de los SATC.

ver artículos de revisión de SATC

libros de superconductividad:

  • Libro de M. Tinkham Introduction to superconductivity (2ed., MGH, 1996)(K)(T)(ISBN 0070648786)(472s)
  • Libro de P. G. De Gennes Superconductivity of Metals and Alloys
  • Libro de E.A. Lynton Superconductivity ~1964


Determinación de la temperatura de transiciones de fase mediante dilatometría diferencial

La dilatometría térmica diferencial es una técnica muy utilizada para la determinación de coeficientes de expansión térmica en materiales. Particularmente, en sistemas que presentan transiciones de fase cristalinas y/o magnéticas se observan discontinuidades en esta variable que pueden utilizarse para determinar las temperaturas de transición. Se examinará la transformación martensítica que ocurre en el sistema Fe-Mn-Cr de modo de obtener las temperaturas de inicio para la fase de austenita y martensita y trateremos de correlacionarla con medias de transporte eléctrico. También es posible investigar la transición magnética en materiales ferromagnéticos como níquel, Fe o Co para determinar su temperatura de Curie.

Bibliografía:

  • H. Callen, Termodinámica, Universidad de Pensilvania. ISBN-13: ‎ 978-8472880429
  • Charles Kittel, Introduction to Solid State Physics, 8th Edition, ISBN: 978-0-471-41526-8
  • On deformation behavior of Fe-Mn based structural alloys. Piyas Chowdhury, et al. Mater. Sci. Eng. Volume 122, December 2017, Pages 1-28.
  • T. G. Kollie, Measurement of the thermal-expansion coefficient of nickel from 300 to 1000 K and determination of the power-law constants near the Curie temperature, Physical Review, Volume 16, Numer 11, 1 December 1977.





Prácticas Pasadas

  • Ferroelectricidad en KDP
  • Efecto Mpemba
  • Desarrollo de dipositivos microelectrónicos
  • Caracterización de barreras aislantes utilizando un microscopio de fuerza atómica conductora
  • Mediciones primarias de temperatura usando ruido Johnson
  • Helio 4 superfluido


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Experimental III Física Experimental IB CAB
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