Examinando por Autor "Bakkali, Hicham"

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3-[3-(4-chlorophenyl)-2-(4-fluorophenyl)-2H-isoindol-1-yl]-1-phenylpyrrolidine-2,5-dione as a candidate for solar cells applications
(TAYLOR & FRANCIS LTD, 2020-12) El Haimeur, Amine; Levkov, Igor; Yegorova, Tatyana; Kysil, Andrii, I.; Shilin, Sergey V.; Konovalova, Irina S.; Bakkali, Hicham; Blanco, Eduardo; Voitenko, Zoia
En este trabajo se estudian las propiedades estructurales, morfológicas y ópticas del derivado estable de isoindol que tiene una estructura o-quinoide. Esto nos permite elegir un candidato prometedor para la aplicación de células solares. Los espectros UV experimentales y los cálculos teóricos aplicados al método M06-2X/cc-pVTZ confirman la presencia de una elevada conjugación p en el compuesto objeto de estudio. El uso de ambos métodos para calcular los espectros de absorción teóricos (CAM-B3LYP/cc-pVTZ y W97X/cc-pVTZ+PCM (CH3CN), proporcionan resultados que se correlacionan suficientemente con los datos experimentales.
An ellipsometric analysis to model the order-disorder transition in Au-SiO2 nano-granular thin films induced by thermal annealing
(Elsevier, 2018-08-30) Bakkali, Hicham; Blanco, Eduardo; Amrani, Mahacine; Brigui, Jamal; Dominguez, Manuel
Este artículo presenta un análisis elipsométrico para modelar la transición orden-desorden en láminas de oro nanogranular incrustado en una matriz de sílice (Au-SiO2). Se llevaron a cabo mediciones ópticas mediante la técnica de elipsometría espectroscópica de reflexión en el rango de longitud de onda espectral de 300 a 2500 nm. Después del recocido térmico de Au-SiO2 en el rango de temperatura de 200 a 800 °C, se muestra una clara transición textural de orden-desorden en la película. Al analizar la rugosidad de la superficie mediante microscopía de fuerza atómica (AFM), la película preparada muestra un pico de distribución de altura estrecho de 3 nm, lo que revela una buena uniformidad del tamaño de las partículas. Cuando la temperatura de recocido aumenta, las partículas tienden a fusionarse en tamaños más grandes, lo cual conduce a películas no homogéneas que muestran una rugosidad superficial cada vez mayor. Se determinaron sistemáticamente los parámetros de rugosidad de la superficie de la película mediante la distribución de altura acumulativa de AFM, que se empleó en el elipsometro con el fin de evaluar las constantes ópticas efectivas de las láminas de Au-SiO2 y ajustar numéricamente los espectros de ángulos elipsométricos, Ψ y Δ y transmitancia T registrados usando un modelo de múltiples osciladores Gaussianos. Por lo tanto, se logró una determinación fiable de los espesores efectivos y las constantes ópticas de Au-SiO2. Asimismo, ajustamos los datos experimentales a la aproximación media efectiva (EMA) de Maxwell Garnett (MG). Se puede apreciar que MG-EMA no es idóneo para temperaturas más bajas debido a la autoorganización de las partículas. No obstante, al ocurrir el desorden de las partículas, debido al incremento en la temperatura de recocido, el ajuste MG-EMA se mejora cada vez más.
Differential conductance of Pd-ZrO2 thin granular films prepared by RF magnetron sputtering
(IOPscience, 2013-10-27) Bakkali, Hicham; Manuel, Domínguez
En este trabajo se estudia el mecanismo de conducción eléctrica en películas delgadas de los metales granulares de Pd-ZrO2 formados por nanopartículas de Pd embebidas en una matriz dieléctrica de ZrO2, preparados por pulverización catódica de radiofrecuencia. Los estudios se focalizaron en el régimen dieléctrico, con una concentración en volumen de partículas aproximadamente de 0.28. Se observó una distribución bimodal de tamaño de partículas de Pd, con un pico centrado en tamaños alrededor de 2 nm y otro pico menos definido, alrededor de 5 nm. La distancia media de separación entre las partículas más pequeñas fue evaluada mediante microscopia electrónica de transmisión HRTEM y se obtuvo un valor de aproximadamente un nanómetro, lo cual nos permite afirmar que existe una barrera de efecto túnel suficientemente pequeña para que puedan establecerse corrientes túnel significativas entre ellas. Esta distancia de separación se considera adecuada para observar conducción túnel de electrones entre las partículas pequeñas. En contraste, las partículas más grandes resultaron estar más separadas (distancias mayores de 3 nm), lo cual produce una alta barrera túnel, y por lo tanto, podemos esperar que estas partículas de mayor tamaño no contribuyan al mecanismo de conducción a través de los canales de efecto túnel. Es importante remarcar que ha sido posible la observación de los efectos de carga de un solo electrón en el mecanismo de conducción en las películas delgadas de Pd-ZrO2 mediante medidas en corriente continua (DC) usando dispositivos de contacto de tamaño microscópico (electrodos con una separación de 2µm). A través de estas medidas se obtuvieron curvas características de corriente-voltaje (I-V) que indicaron claramente la existencia de una respuesta no-óhmica asociada a la conducción túnel entre las partículas. De esta forma, se observó con éxito un mecanismo de bloqueo de la corriente túnel a bajas temperaturas y alrededor de voltaje cero, que fue asignado al efecto de bloqueo de Coulomb en las partículas. A continuación, se midió la conductancia diferencial de efecto túnel de Pd-ZrO2, y se encontró que la dependencia con la temperatura a voltaje cero revelaba la presencia de túnel activado térmicamente, que podía describirse mediante el modelo propuesto por Abeles en los años 70. Además, a temperatura ambiente, la dependencia de la conductancia diferencial con el voltaje aplicado mostró un fondo parabólico que revelaba la presencia de túnel elástico. Sin embargo, a bajas temperaturas (por debajo de T = 234 K), se observó una inversión superpuesta al fondo parabólico, de lo cual se dedujo que el aumento en la conductancia diferencial a bajo voltaje estaba causado por el bloqueo de Coulomb. Este comportamiento se describió mediante una ley de escala empírica. Es importante destacar que esta ley de escala universal, aún no se entiende bien desde un punto de vista teórico.
Divergence of the dielectric constant in ultrathin granular metal films near the percolation threshold
(IOPscience, 2020-08-07) Bakkali, Hicham; Blanco, Eduardo; Lofland, Samuel E.; Dominguez, Manuel
En esta publicación se analiza cómo las propiedades electrónicas y ópticas se relacionan con el espesor de láminas ultradelgadas de materiales granulares de oro (nanopartículas de Au depositadas sobre un sustrato de zafiro). Las muestras se elaboraron mediante la pulverización catódica de radiofrecuencia, ubicando intencionadamente el magnetrón del equipo de deposición en un ángulo oblicuo de unos 60º en relación a la perpendicular al sustrato. De esta manera, se obtuvieron muestras en las que el espesor varía de manera lineal a lo largo de una dirección determinada, lo que permitió llevar a cabo un análisis minucioso del efecto del espesor en las propiedades de interés. La caracterización óptica mediante elipsometría espectroscópica realizada a lo largo de la dirección de variación del espesor de la muestra, ha posibilitado observar con nitidez (tal como preveía la teoría de Efros y Shklovskii en los años 1970) que la constante dieléctrica aumenta con el espesor en el régimen dieléctrico y diverge para un espesor crítico, como predice la teoría de la percolación. Al incrementar el espesor, se puede apreciar conductividad metálica (demostrada por la necesidad de incluir en el modelo óptico un oscilador de Drude) aunque la constante dieléctrica continúa siendo positiva. Al superar un valor mínimo de espesor establecido, el material es claramente metálico. Las curvas elipsométricas permiten visualizar de manera clara el rango de espesores para los que la muestra presenta una respuesta dieléctrica, el rango de percolación y, finalmente, el de carácter puramente metálico.
Enhanced performance of planar perovskite solar cells using dip-coated TiO2 as electron transporting layer
(Elsevier, 2020-01-01) El Haimeur, Amine; Makha, Mohammed; Bakkali, Hicham; Gonzalez-Leal, Juan María; Blanco, Eduardo; Dominguez, Manuel; Voitenko, Zoia. V.
En esta publicación se ha empleado el procedimiento sol-gel con el fin de elaborar capas de TiO2 en sustratos de ITO mediante la inmersión denominada "Dip-Coating". Se emplearon técnicas de caracterización XRD, espectroscopia Raman, AFM, UV-Vis y espectroscopia elipsométrica, que evaluaron las consecuencias del espesor de la película en las propiedades microestructurales, morfológicas y ópticas, así como su función como capa transportadora de electrones para células solares planas de perovskita (PSC). En todos los casos, se obtuvieron películas de Anatasa TiO2 bien cristalizadas con una superficie lisa y homogénea. La banda prohibida óptica de las películas aumentó de 3.25 eV a 3.4 eV al aumentar el espesor de la película de 50 nm a 90 nm. En cambio, el índice de refracción (n) alcanza un valor de 2 por encima de 400 nm, mientras que los coeficientes de extinción (k) descienden a cero. Los resultados revelaron una mejora en el transporte de carga y el comportamiento de extracción de electrones mediante la capa de TiO2 de 50 nm, así como un aumento en la eficiencia de conversión de energía del dispositivo. El resultado indica que es posible usar el método de recubrimiento por inmersión para la elaboración de una célula solar de perovskita plana eficiente. También sugiere usar un espesor optimizado de 50 nm para optimizar el rendimiento del dispositivo.
Fabrication and optical properties of nanostructured plasmonic Al2O3/Au-Al2O3/Al2O3 metamaterials
(IOPscience, 2017-07-21) Bakkali, Hicham; Blanco, Eduardo; Dominguez, Manuel; Garitaonandia, Jose S.
En este estudio se examinan estructuras plasmónicas de películas delgadas multicapa, que contienen nanopartículas de Au embebidas en una matriz dieléctrica de Al2O3, obtenidas por pulverización catódica de radiofrecuencia de blanco compuesto. Se ha analizado la respuesta óptica de láminas multicapa de Au-Al2O3, que se intercalan periódicamente entre dos láminas amorfas de Al2O3, mediante técnicas de elipsometría espectroscópica de reflexión y espectroscopía de transmisión. Dicha respuesta óptica se ha modelado con éxito mediante la adopción de enfoques analíticos que se fundamentan en múltiples osciladores gaussianos. Asimismo, se explica cómo las nanopartículas de oro y sus medios circundantes e interfaciales afectan la resonancia de plasmón superficial localizada (LSPR) en las láminas, y se determinan el espesor de las películas relacionadas y las constantes ópticas efectivas. Durante el examen de las frecuencias de resonancia y las funciones dieléctricas, las láminas multicapa de Au-Al2O3 mostraron características inusuales que son distintas de las de sus constituyentes, gracias a las interacciones electromagnéticas de las capas Au-Al2O3 con el LSPR, las cuales representan características metamateriales.
Optical, Magnetic, and Electronic Properties of Nanostructured VO2 Thin Films Grown by Spray Pyrolysis: DFT First Principle Study
(Springer, 2020-03-02) El Haimeur, Amine; Mrigal, Asmaa; Bakkali, Hicham; El Gana, Lahoucine; Nouneh, Khalid; Addou, Mohamed; Dominguez, Manuel
En este estudio hemos elaborado películas delgadas nanoestructuradas de dióxido de vanadio (VO2) mediante proceso de recubrimiento por pirólisis por pulverización sobre sustratos de vidrio precalentados a 450 °C y hemos examinado sus propiedades ópticas y electrónicas. La estructura y morfología de la película preparada, con un espesor de 400 nm, se examinaron a través de la difracción de rayos X, espectros Raman y microscopía de fuerza atómica (AFM), lo cual evidencia una fase M1 monoclínica policristalina. En cambio, la resistencia eléctrica se pudo evaluar mediante la temperatura en el rango de 25 a 100 °C, donde se pudo observar una clara transición entre la fase M1 a T = 25 °C y la fase conductora a T= 60 °C. Se investigaron además las propiedades electrónicas y la estructura de las bandas a través de la aproximación de densidad local (LDA), empleando el primer principio de Korringa-Kohn Rostroker (KKR). Como resultado, nuestro material tuvo una característica magnética, específicamente una estabilización antiferromagnética de la fase M1.
The effect of oblique-angle sputtering on large area deposition: a unidirectional ultrathin Au plasmonic film growth design
(IOPscience, 2020-08-07) Bakkali, Hicham; Blanco, Eduardo; Dominguez, Manuel; De la Mora, Maria Beatriz; Sánchez-Aké, Citlali; Villagran-Muniz, Mayo; Schmool, David S.; Berini, Bruno; Lofland, Samuel E.
Esta investigación brinda un análisis detallado de las propiedades ópticas y eléctricas junto con el crecimiento de láminas ultradelgadas de materiales granulares de oro sobre un sustrato de zafiro mediante la técnica de pulverización catódica de radiofrecuencia a ángulo oblicuo de 60º en relación con la perpendicular al sustrato, lo cual genera un espesor linealmente variable que oscila entre 5 y 13 nm. El espesor de la lámina, así como el tamaño de las nanopartículas en cada posición fue determinado mediante la difracción de rayos X, AFM y TEM, obteniendo el gradiente de espesor y la evolución de la morfología de las partículas de oro. El crecimiento de la película fue descrito en términos del modo Volmer-Weber. Las mediciones ópticas y eléctricas evidencian una transición de nanopartículas de oro aisladas eléctricamente hacia una red metálica continua, cuando el espesor se vuelve superior a un valor crítico de 7,8 nm. Los resultados indican que el inicio de la región de percolación ocurre cuando una resonancia de plasma superficial localizada se transforma para mostrar un componente Drude, indicativo de portadores de carga libres. Se demostró que, al usar un espesor que varía constantemente, se pueden identificar sin ambigüedades los criterios de metalicidad. El inicio de la metalicidad se distingue de manera evidente por el factor de amortiguación de Drude y por discontinuidades en las frecuencias del plasma en función del espesor.