000			07656nam a22002537a 4500
999			_c236189 _d236188
003			MX-MeUAM
005			20221207083730.0
008			170131s2019 mx ||||fo||d| 00| 0 spa d
040			_cMX-MeUAM _bspa
050	0	0	_aR857 .B54 _bM37 2019
100	1		_aMartín Cabañas, Miguel Ángel _918694
245	1	0	_aEstudio teórico de enfriamiento óptico de fotodetectores de unión np de silicio con película delgada de Ge en la zona de depleción _h[recurso electrónico] / _cMiguel Ángel Martín Cabañas; director, Carlos Villa Angulo
260			_aMexicali, Baja California, _c2019
300			_a1 recurso en línea, 150 p. ; _bil. col.
500			_aMaestría y Doctorado en Ciencias e Ingeniería
502			_aTesis (Doctorado)--Universidad Autónoma de Baja California, Instituto de Ingeniería, Mexicali, 2019.
520			_aLas características de desempeño de los fotodetectores están siendo rebasadas por las necesidades reales de la industria en términos de su aplicación y fabricación. Características como eficiencia y potencia son claves para la competencia en el mercado, así como también para el desarrollo de nuevas aplicaciones empresa Esta tesis propone conocer la estructura básica de un fotodetector o celda unitaria del tipo unión Si-np (Silicio np) y sus características eléctricas y ópticas, esto con el fin de obtener resultados de su desempeño en el espectro de la luz solar. Así mismo, se presenta una opción de mejora en sus características con la inclusión de un pozo cuántico de Ge (Germanio) de 5 nm de espesor que es colocado en el medio de las región de agotamiento de la capa activa de la unión. Por sus características de confinamiento de cargas, el pozo aporta electrones a la corriente de difusión que contribuyen al incremento de la densidad de corriente final de la celda, incrementando la eficiencia de conversión electrónica en aproximadamente 80%. Por otro lado, está documentado que la inserción de pozos cuánticos finitos en sólidos contribuye al proceso de enfriamiento óptico, promoviendo la disipación de calor a través de la generación de frecuencias anti-stoke por procesos de inversión de población y desprendimiento de energía a través de emisión fotónica. Por esta razón, se estudió la interacción del pozo con el sistema a fin de verificar la generación de fotoluminiscencia y así calcular el valor de la diferencial de calor. Para ello, se calculó el coeficiente de absorción del pozo y se determinó la potencia neta de emisión utilizando las ecuaciones de no equilibrio de van Roosbroeck-Shockley en donde se pudo conocer el pico máximo de emisión y su respuesta a diferentes longitudes de onda en donde el Ge tiene características de emisión deseables para el sistema. De esta forma, se determinó la fotoluminiscencia del sistema integral N-Si/p-Si/Ge/p-Si. Posteriormente se realizó el Cálculo de la potencia neta de emisión en el rango de longitudes de onda establecido para poderla comparar con la potencia neta de absorción, obteniendo valores negativos en la potencia neta que reflejan un enfriamiento real de aproximadamente de 7 30 ̊K en su pico máximo de emisión. En esta tesis solo se realizar un estudio teórico utilizando las técnicas de análisis existentes con el fin de conocer las posibles respuestas del sistema propuesto en términos de su desempeño eléctrico con o sin pozo cuántico y su capacidad de generar enfriamiento óptico, no se realiza ninguna aplicación experimental. En el capítulo uno se propone una introducción general de la tesis, en donde se presentan los mecanismos generales de conducción y procesos de conductividad que justifican el sistema óptico propuesto, describiendo las bandas de conducción, conceptos de transiciones electrónicas, definición de bandas prohibidas, entre otros. Así también se muestran algunos resultados obtenidos experimentalmente respecto a la degradación de la eficiencia electrónica en celdas solares respecto al incremento de la temperatura interna lo cual es el concepto principal de la tesis propuesta. El capítulo dos presentan en detalle las técnicas de análisis matemáticos y los conceptos que fueron utilizados para el análisis del diseño de las celdas sin pozo y con pozo. Se incluyen, las características corriente-voltaje (I-V) en diodos de unión en estado de equilibrio y su modificación cuando son estas uniones son estimuladas ópticamente, el análisis multicapa en la técnica de la matriz de transferencia óptica de primer grado y la deducción de los coeficientes de Fresnel, la deducción de las ecuaciones para obtener los niveles discretos de energía en los pozos cuánticos a través de las intersecciones entre los eigenvalores pares e impares y las gráficas de circunferencia energética dependientes del espesor del pozo. Así también se muestra el Cálculo del dopaje de cada una de las capas de la unión y las técnicas y ecuaciones que se utilizaron para obtenerlo, en donde la capa n se reportó con un dopaje de n = 8.3 × 1014 cm−3 y la capa p se encuentra dopada con p = 7.6 × 1015 cm−3 . En el capítulo tres se propone el diseño de la celda unitaria N-Si/p-Si. Se explican las capas componentes, se calculan las dimensiones de la zona de depleción en función los dopajes, se obtienen sus características eléctricas de unión np en estado de equilibrio térmico (sin excitación óptica) y en estado de excitación por incidencia óptica, se proponen las dimensiones físicas finales a partir de los criterios de dimensión comercial y de factibilidad en la fabricación. Con esto, se realiza su análisis multicapa cuando el sólido es impactado por el campo óptico, calculando el campo eléctrico, la disipación del 8 campo y la generación de exitones GL en el sólido. Finalmente, se concluye con la evaluación de su desempeño, obteniendo sus parámetros eléctricos como fuente de energía eléctrica, tales como eficiencia, voltaje máximo, corriente máxima y factor de llenado. En el capítulo cuatro se realiza el mismo estudio que en el capítulo tres, sin embargo, ahora se incluye el pozo cuántico de Ge en la zona de depleción de la capa activa. El diseño de la celda unitaria ahora queda como N-Si/p-Si/Ge/p-Si. Los Cálculos en esta sección incluyen la obtención de los niveles discretos de energía del pozo en función del ancho, el Cálculo de la banda prohibida efectiva incluyendo los primeros niveles energéticos del pozo y su análisis multicapa para el campo eléctrico, la disipación del campo eléctrico y la generación de exitones GL en el sólido como consecuencia de la inclusión del pozo. Finalmente se concluye con la caracterización paramétrica de la celda. En el capítulo cinco se presenta el estudio sobre el enfriamiento óptico del sistema propuesto en donde se explican las ecuaciones utilizadas para el CÁLCULO de la potencia neta de emisión, el perfil de absorción fotónica, la fotoluminiscencia espectral y el diferencial de temperatura teórico que se genera en el sistema a partir del impacto del campo óptico en él. Finalmente se incluye una sección de conclusiones y trabajo futuro junto con los anexos complementarios.
650		7	_aBiosensores _vTesis y disertaciones académicas _2lemb
650		7	_aBioingeniería _vTesis y disertaciones académicas _2lemb
700	1		_aVilla Angulo, Carlos _edir. _92051
710	2		_aUniversidad Autónoma de Baja California. _bInstituto de Ingeniería _93321
856	4		_uhttps://drive.google.com/open?id=13VfPHOWnm-XjH5FkyasgKd2ydtcSkz7O _zTesis Digital
942			_cTESIS