OFERTA DE TRABAJOS FIN DE GRADO (TFG), DE LA SECCIÓN DE FÍSICA,
PARA EL CURSO ACADÉMICO 2014-15
(Documento aprobado por el Comité Académico del Título el 21-10-2014)
De acuerdo al “Artículo 7. Los temas objeto del Trabajo Fin de Grado.” de la Resolución de 11 de
abril de 2013, del Rector de la Universidad de Valladolid, por la que se acuerda la publicación del
Reglamento sobre la elaboración y evaluación del trabajo de fin de grado (aprobado por el
Consejo de Gobierno, sesión de 18 de enero de 2012, “B.O.C. y L.” nº 32, de 15 de febrero,
modificado el 27 de marzo de 2013), el Comité Académico del Grado en Física solicitó los temas
de los TFG a las 8 áreas de conocimiento, englobadas en la Sección de Física, de acuerdo con su
nivel de participación en la Titulación; así se solicitó en total un número de TFG sensiblemente
superior al de alumnos matriculados, con la finalidad de facilitar a éstos sus opciones de
preferencia (concretamente una relación de 1.8).
Los alumnos, actualmente matriculados en la asignatura de TFG del Grado en Física, deberán
enviar su solicitud especificando, al menos, 3 opciones, ordenadas por orden de preferencia, al
Comité Académico, dirigido a su coordinador, antes del día 29 de octubre de 2014.
Valladolid, a 22 de octubre de 2014
Fdo. Abel Calle Montes
Coordinador del Grado en Física
Área de FÍSICA APLICADA (8)
(Departamento de Física Aplicada)
1. Título del TFG: "Estudio del cambio climático mediante el análisis de la temperatura"
2. Tema: En los últimos años se ha hablado mucho sobre el cambio climático. Por otra parte, un
obstáculo frecuente en los análisis espaciales de las variables meteorológicas es la ausencia de
estaciones de medida. Este trabajo investiga los cambios de temperatura en Navarra, que es una
comunidad con una densa red de estaciones meteorológicas. Para ello, se analizarán los intervalos de
datos disponibles en cada estación con el fin de seleccionar las estaciones con amplios intervalos
comunes. A continuación se investigará la posibilidad de dibujar mapas de estadísticos de
temperaturas. Se calcularán las tendencias de esta variable y, en función de los resultados, se
investigará la posibilidad de elaborar un mapa de tendencias. El propósito es ver si todas las zonas de
la comunidad se han visto afectadas de igual manera o, por el contrario, establecer contrastes entre
distintos lugares e investigar posibles causas de este comportamiento. Por último se investigará la
posibilidad de ajustar las observaciones a un modelo cilíndrico, que dé cuenta de la evolución del ciclo
anual. El interés del trabajo reside en la obtención de mapas no habituales y la posibilidad de
cuantificar la tendencia de temperatura.
3. Nombre del Tutor: Isidro A. Pérez Bartolomé y María Luisa Sánchez Gómez
4. Movilidad: Si
1. Título del TFG: “Caracterización de Materiales Poliméricos mediante Elipsometría
Multiángulo”
2. Tema: La elipsometría es una técnica de caracterización de materiales, que en este trabajo se
aplicará al estudio de diversos materiales poliméricos. A partir del análisis del cambio en el estado de
polarización de la luz que se hace incidir sobre las muestras, y utilizando un modelo adecuados, es
posible obtener información del espesor de la muestras o de las distintas capas depositadas o que
conforman la muestra.
3. Nombre de los Tutores: Tutor: Antonio Hernández Giménez; Pedro Prádanos del Pico.
4. Movilidad: No. Es incompatible hacerlo a distancia ya que tiene una carga experimental a realizar
en el laboratorio.
1. Título del TFG: “Determinación de Propiedades Viscoelásticas mediante Microscopía de
Fuerza Atómica”.
2. Tema: El conocimiento de las propiedades viscoelásticas a escala nanométrica es esencial para el
desarrollo de materiales avanzados y dispositivos con aplicaciones en varias áreas de la
nanotecnología. Puesto que a tamaños muy pequeños muchas de las técnicas convencionales no se
pueden usar, ha sido necesario el desarrollo de otros métodos de caracterización. La Microscopía de
Fuerza Atómica (AFM) es una de las técnicas que ha cobrado más importancia en esas escalas, en la
medida no sólo de la topografía, sino de otras muchas propiedades (elasticidad, interacción
electrostática, adhesión, etc.) y la cual se pretende utilizar en este trabajo.
3. Nombre de los Tutores: Laura Palacio Martínez; Antonio Hernández Giménez.
4. Movilidad: No. Es incompatible hacerlo a distancia ya que tiene una carga experimental a realizar
en el laboratorio
1. Título del TFG: “Determinación de Propiedades Dieléctricas de Líquidos Nanoconfinados
mediante Espectroscopía de Impedancias”.
2. Tema: El uso de líquidos confinados en materiales nanoporosos está cada vez más extendido en la
industria (p.e. el uso de cristales líquidos). Sin embargo este confinamiento puede producir cambios
importantes en sus propiedades físicas (en las transiciones de fase, en las propiedades elásticas, etc.).
Estas modificaciones también afectan a la constantes dieléctrica cuando el líquido está en cavidades
nanométricas, lo cual puede influir en el campo electrostático efectivo del líquido, y por tanto en sus
propiedades dinámicas.
En este trabajo, se pretende analizar los cambios en las propiedades dieléctricas de líquidos confinados
en materiales con nanoporos utilizando la espectroscopía de impedancias.
3. Nombre de los Tutores: Pedro Prádanos del Pico; Laura Palacio Martínez.
4. Movilidad: No. Es incompatible hacerlo a distancia ya que tiene una carga experimental a realizar
en el laboratorio
1. Título del TFG: “Radiosondeos meteorológicos y estructura vertical de la atmósfera”
2. Tema: El radiosondeo constituye una referencia importante para el conocimiento de la estructura
vertical de la atmósfera. Consiste en el lanzamiento diario de una sonda hasta 25 km de altura que
mide y trasmite datos de temperatura, humedad relativa, presión posición, velocidad y dirección de
viento de las distintas capas de la atmósfera, estando los resultados de los sondeos de distintas
estaciones del mundo disponibles en las webs correspondiente. El objetivo del presente trabajo es
avanzar en el conocimiento de los sondeos para lo cual desarrollaremos una introducción sobre el
tema, analizaremos las posibilidades de su representación termodinámica, así como descripción de la
información obtenida de los mismos relativa a formación de nieblas, base y altura de las nubes,
estabilidad de la atmósfera, riesgos y probabilidad de tormentas y lluvias, analizando de forma
complementaria casos prácticos.
3. Tutora del TFG: Julia Bilbao Santos
3. Movilidad: Si
1. Título del TFG: "Transferencia radiativa atmosférica”
2. Tema: Medida y modelización de la radiación solar y térmica, sobre la superficie terrestre a través
de modelos que calculan la transmitancia de la atmósfera conocidas sus propiedades, tanto de los gases
que realizan la absorción como de las condiciones de turbiedad existentes.
Este trabajo se encuentra directamente relacionado con la temática de Física de la Atmósfera así como
de los modelos necesarios a adoptar para caracterizarla y procesar la corrección atmosférica necesaria
en las imágenes de satélite; así se clasificará el estudio en i) el espectro solar, analizando transferencia
radiativa y propiedades de reflexión de la superficie y ii) espectro térmico, donde el análisis recae
sobre la radiación emitida por la superficie terrestre, atendiendo a aquéllas regiones del espectro
relacionadas con los sensores de los satélites de observación de la Tierra. Además del desarrollo
teórico, el alumno que realice el trabajo deberá manejar algún modelo de transferencia radiativa de los
utilizados en el ámbito de la investigación.
3. Nombre de los Tutores: Ana Pérez Burgos y Abel Calle Montes.
4. Movilidad: No
1. Título del TFG: "Medida de las curvas de coexistencia del equilibrio líquido-líquido en
sistemas formados por un componente polar y un alcano”
2. Tema: Se pretende que el alumno domine la técnica de medida del equilibrio líquido-líquido
(ELL). Para ello, determinará curvas de coexistencia del ELL de mezclas de interés tanto teórico como
industrial. En particular, se estudiarán sistemas donde el componente polar posea el grupo carbonilo.
Asimismo, a lo largo del trabajo, el alumno se familiarizara con la Termodinámica de los equilibrios
de fase, prestando especial atención al ELL y con los métodos de reducción de datos mediante la
técnica de ajustes no lineales, lo que le permitirá obtener información sobre los exponentes críticos.
3. Nombre de los Tutores: Dres. Isaías García de la Fuente y Juan Antonio González López
1. Título del TFG: "Instalación y puesta a punto de una bomba de combustión adiabática”
2. Tema: Se pretende que el alumno instale y ponga a punto una bomba de combustión. Deberá
desarrollar el programa de control de temperatura, y realizar el calibrado tanto de la sonda de
temperatura, como de la bomba de combustión. Esto último se efectuara utilizando como compuesto
patrón el ácido benzoico. Finalmente, se medirá el calor de combustión de varios compuestos cuyos
valores estén disponibles en la literatura para comprobar la bondad del equipo.
3. Nombre de los Tutores: Dres. Isaías García de la Fuente y Juan Antonio González López
Área de ELECTROMAGNETISMO (5)
(Departamento de Electricidad y Electrónica)
1. Título: “Modelado numérico de la propagación de ondas electromagnéticas mediante el
método de las Diferencias Finitas en el Dominio del Tiempo”
2. Tema: La formulación clásica del método de las diferencias finitas en el dominio del tiempo
(FDTD) permite resolver numéricamente las ecuaciones de Maxwell en el dominio del tiempo. Este
método da lugar a un algoritmo condicionalmente estable, es decir, el tamaño del paso temporal
utilizado en el proceso de integración tiene un límite máximo por encima del cual el método es
inestable. Cuando el tamaño de la celda espacial es muy pequeño el método resulta poco eficiente ya
que le paso temporal de integración resulta innecesariamente pequeño. Este trabajo considera la
posibilidad de emplear métodos alternativos de tipo incondicionalmente estable (ADI-FDTD). En este
método el tamaño máximo del paso temporal no está limitado por razones de estabilidad, sólo por
consideraciones de exactitud.
El trabajo a realizar consiste en la formulación y desarrollo de un algoritmo ADI-FDTD en dos
dimensiones (TEz). La implementación del código se realizará en MatLab. Una vez desarrollada la
formulación se realizará un estudio de la dispersión numérica, comparando los resultados obtenidos
con el método FDTD convencional.
3. Nombre de los Tutores: Ana Grande Sáez y José Represa Fernández.
4. Movilidad: No
1. Título: “Fabricación y caracterización de granates magnéticos”
2. Tema: Los materiales magnéticos cerámicos son utilizados desde los años 40 en diversos campos
tecnológicos y en la actualidad aún poseen importantes aplicaciones en campos como la conversión de
potencia y dispositivos de microondas. En este trabajo se plantea la fabricación, mediante el método
cerámico, de una serie de muestras con estructura de granate magnético, así como la caracterización
estructural, mediante difracción de rayos X, y la caracterización magnética mediante la medida del
ciclo de histéresis y la magnetoabsorción en el rango de frecuencias de microondas. El trabajo irá
precedido de una revisión bibliográfica de las principales características de estos materiales y de sus
métodos de fabricación más habituales.
3. Nombre de los Tutores: Carlos Torres Cabrera y Pablo Hernández Gómez.
4. Movilidad: No
1. Título del TFG “Fabricación y caracterización de espinelas magnéticas”
2. Tema: Los materiales magnéticos cerámicos son utilizados desde los años 40 en diversos campos
tecnológicos y en la actualidad aún poseen importantes aplicaciones en campos como la conversión de
potencia y dispositivos de microondas. En este trabajo se plantea la fabricación, mediante el método
cerámico, de una serie de muestras con estructura de espinela magnética, así como la caracterización
estructural, mediante difracción de rayos X, y la caracterización magnética mediante la medida del
ciclo de histéresis y la magnetoabsorción en el rango de frecuencias de microondas. El trabajo irá
precedido de una revisión bibliográfica de las principales características de estos materiales y de sus
métodos de fabricación más habituales.
3. Nombre de los Tutores: Pablo Hernández Gómez y José María Muñoz Muñoz.
4. Movilidad: No
1. Título del TFG: “Simulación de la propagación de ondas electromagnéticas.”
2. Tema: Las ondas electromagnéticas son soluciones de las ecuaciones de onda para campos con
variación armónica temporal sometidos a ciertas condiciones de contorno. La simulación de la
propagación de este tipo de ondas en presencia de medios de propiedades diferentes permite visualizar
ondas progresivas y regresivas, ondas estacionarias, modos de propagación, etc, así como la medida
numérica de parámetros característicos del problema electromagnético. Las simulaciones se realizarán
con software comercial disponible en el departamento de Electricidad y Electrónica.
3. Nombre de los Tutores: Ana Cristina López Cabeceira, Ismael Barba García.
4. Movilidad: No
1. Título del TFG: “Estudio de una estructura metamaterial mediante simulación numérica.”
2. Tema: Se conoce como “metamaterial” a un material artificial que presenta propiedades
electromagnéticas inusuales, propiedades que proceden de la estructura diseñada y no de su
composición, es decir, son distintas a las de sus materiales constituyentes.
En este trabajo, partiremos de una estructura metamaterial previamente conocida, y obtendremos las
características de su comportamiento electromagnético; para ello utilizaremos simulaciones numéricas,
mediante software comercial disponible en el departamento.
3. Nombre de los Tutores: Ana Cristina López Cabeceira, Ismael Barba García.
4. Movilidad: No
Área de ELECTRÓNICA (3)
(Departamento de Electricidad y Electrónica)
1. Título del TFG: “Calibración de un sistema electrónico para la caracterización óptica de
diodos emisores de luz”
2. Tema: Se pretende calibrar un sistema que automatiza la caracterización óptica de LEDs. De los
distintos elementos que componen el sistema de caracterización, los más relevantes para realizar el
presente trabajo son:
•
Un monocromador, que consiste en una rejilla óptica que se mueve con un motor paso a paso.
En función de la orientación de la rejilla, se deja pasar luz con una determinada longitud de onda por
el monocromador.
•
Un fotodiodo, que está a la salida del monocromador y analiza la luz que le llega.
•
Un conversor analógico/digital que traduce las corrientes proporcionadas por el diodo a
señales en un intervalo entre 0 y 1023.
Estos elementos están controlados desde un ordenador personal bajo GNU/Linux. Todo el software de
control está desarrollado y es operativo.
El objetivo final del presente TFG es realizar la calibración del equipo para dotar de magnitud y
unidades a las lecturas proporcionadas por el fotodiodo.
Durante el proceso de calibración, el alumno tendrá que:
Utilizar diferentes fuentes de luz de espectro conocido o calculable, como por ejemplo
lámparas incandescentes (cuyo espectro de emisión está relacionado con el espectro de emisión del
cuerpo negro).
Tener en cuenta la función de respuesta del fotodiodo, necesaria para corregir la señal
proporcionada por el fotodiodo.
Realizar aproximaciones razonadas para estimar algunos parámetros.
Realizar ajustes no lineales para relacionar los datos experimentales con los modelos de
emisión de las fuentes utilizadas.
El alumno contará con material suficiente para llevar a cabo el proceso de calibración. No obstante,
tendrá autonomía a la hora de proponer el uso de material adicional.
3. Nombre del Tutor: Iván Santos Tejido (Área de Electrónica)
4. Opción de Movilidad: No
1. Título del TFG: “Defectos en cristales: agregados de vacantes en Silicio cristalino”
2. Tema: No existen redes cristalinas perfectas en la naturaleza, sino que es termodinámicamente
favorable la aparición de algunos defectos en la red. Los defectos más sencillos son los átomos
intersticiales (es decir, ocupando un espacio vacío donde no tendría que haber átomos) y las vacantes
(es decir, posiciones de red en las que falta el átomo). Bajo ciertas condiciones la concentración de
estos defectos puede resultar suficientemente elevada como para que interaccionen entre sí y formen
agregados de intersticiales o de vacantes, que pueden adoptar múltiples configuraciones atómicas.
En este TFG se van a caracterizar las propiedades y evolución de los agregados de vacantes en silicio
cristalino mediante simulaciones de dinámica molecular.
Los objetivos de este TFG son:
•
Determinación de las configuraciones más relevantes de los agregados de vacantes en Silicio.
•
Caracterización de las configuraciones encontradas.
•
Modelar la abundancia de las diferentes configuraciones de los agregados de vacantes.
•
Relacionar los resultados obtenidos con trabajos existentes.
Durante el TFG el alumno tendrá que:
•
Familiarizarse con las simulaciones de Dinámica Molecular mediante el cálculo de parámetros
sencillos: curvas Energía-Volumen para determinar el parámetro de red del Si, el módulo de Young, el
Bulk modulus … En estas tareas se emplearán conceptos aprendidos en Física del Estado Sólido.
•
Realizar simulaciones de Dinámica Molecular para obtener las trayectorias de los átomos del
sistema estudiado y extraer de ellas las configuraciones relevantes de los agregados de vacantes. En
estas tareas el alumno tendrá que representar el valor de diferentes magnitudes durante la simulación,
para lo que utilizará herramientas descritas en la asignatura de Física Computacional (gnuplot).
•
Caracterizar las configuraciones de agregados de vacantes identificadas. Para ello tendrá que
calcular su energía de formación y energía de enlace, su grupo de simetría y otras propiedades. En esta
tarea se usarán nuevamente conceptos de Física del Estado Sólido.
•
Calcular la abundancia de las diferentes configuraciones en función de las energías calculadas,
utilizando conceptos descritos en la asignatura de Física Estadística.
3. Nombre del Tutor: Iván Santos Tejido (Área de Electrónica)
4. Opción de Movilidad: Si
5. Observaciones: En algún momento del desarrollo del trabajo el alumno necesitará realizar
pequeños programas para preparar las simulaciones o para analizar los datos obtenidos de ellas. No se
requieren conocimientos avanzados de programación, pero sí se recomienda tener cierta
predisposición a la programación, así como estar familiarizado con el sistema operativo GNU/Linux.
1. Título del TFG: “Estudio de la influencia de la temperatura en los fenómenos de conmutación
resistiva”
2. Tema: El fenómeno de conmutación resistiva consiste en el cambio súbito y no volátil de la
resistencia eléctrica de una capa de material dieléctrico, como consecuencia de la aplicación de una
tensión o corriente eléctricas. Este fenómeno está siendo objeto de una intensa investigación por su
posible aplicación en dispositivos de memoria resistiva (ReRAM), basados en configuraciones metalaislante-metal (MIM).
La propuesta de realización de TFG se enmarca en este contexo, y consistirá en la realización de
experimentos de medida de las características de las muestras basadas en diferentes dieléctricos de alta
permitividad con objeto de determinar la influencia de la temperatura en la manifestación de este
fenómeno.
3. Nombres de los Tutores: Salvador Dueñas Carazo y Luis Alberto Bailón Vega
4. Opción de movilidad: No
5. Observaciones:
1.
Debido a su grado de experimentalidad, este trabajo NO se oferta a alumnos en movilidad.
2.
El trabajo se llevará a cabo en el Laboratorio de Caracterización Eléctrica del departamento de
Electricidad y Electrónica, ubicado en el Edificio de Tecnologías de la Información y las
Comunicaciones del campus Miguel Delibes.
Área de FÍSICA TEÓRICA (3)
(Departamento de Física Teórica, Atómica y Óptica)
1. Título del TFG: “Polinomios ortogonales y grupos de Lie”
2. Tema: Los polinomios ortogonales tienen un gran interés en un amplio número de disciplinas
científicas: física, química, biología, estadística, etc. En física aparecen, por ejemplo, en el estudio de
sistemas cuánticos: oscilador armónico, átomo de hidrógeno, etc.
Por otro lado, en muchas ocasiones el conocimiento de las simetrías de un sistema físico es
fundamental para su resolución. Dichas simetrías tienen estructura de grupo.
Es conocida la relación entre los grupos de Lie y las funciones especiales, en particular los polinomios
ortogonales.
Recientemente se han obtenido los grupos de simetría de ciertos polinomios ortogonales utilizando
técnicas de la Mecánica Cuántica Supersimétrica.
En este trabajo se pretende revisar resultados anteriores sobre las simetrías de las funciones
hipergeométricas y compararlos con los obtenidos recientemente. En una primera etapa nos
restringiremos al caso de la función hipergeométrica gaussiana. Posteriormente seguiremos con otros
casos dentro del esquema de Askey para polinomios ortogonales hipergeométricos.
3 Nombre del Tutor: Mariano A del Olmo Martínez
4. Movilidad: Si
5. Observaciones: Para realizar el trabajo es necesario ciertos conocimientos de cálculo simbólico por
ordenador.
1. Título del TFG: “Partners supersimétricos de las extensiones autoadjuntas del operador
energía cinética en el pozo infinito en una dimensión.”
2. Tema del TFG: El operador $K=-d^2/dx^2$ admite infinitas realizaciones autoadjuntas en el pozo
cuadrado infinito en una dimensión. Estas realizaciones están parametrizadas por cuatro parámetros
reales y todas tienen un espectro de energías únicamente discreto. Cuando sea posible obtener la
función de ondas del estado de mínima energía, entonces será posible obtener el partner
supersimétrico de la correspondiente extensión autoadjunta. El problema consiste en clasificar las
extensiones autoadjuntas para las cuales la obtención del partner sea posible.
3. Nombre del Tutor del TFG: Manuel Gadella Urquiza
4. Movilidad: No
Título del TFG: “Estudio de la estructura de la parte bosónica de la supergravedad en D=11”
2. Tema del TFG: En el trabajo se busca relacionar la parte bosónica de la supergravedad en 11
dimensiones con un modelo de Chern-Simons basado en el álgebra sp(32). Como los modelos de CS
son de carácter geométrico, la formulación de la supergravedad también deberá serlo. El problema es
que el término cinético del campo tensorial antisimétrico de orden 3 presente en la supergravedad en
$D=11$ sólo admite una formulación geométrica a través de un multiplicador de Lagrange. La
propuesta es identificar el multiplicador de Lagrange con las componentes de algunos generadores de
sp(32). El cálculo requerido implica el desarrollo en serie del modelo de CS en términos de una escala
con dimensiones $L^{-1}$ en el sistema de unidades geometrizado.
3. Nombre del Tutor del TFG: José Manuel Izquierdo Rodríguez
4. Movilidad: El TFG puede ser realizado por alumnos en movilidad, aunque con mayores
dificultades.
Área de FÍSICA ATÓMICA, MOLECULAR Y NUCLEAR (6)
(Departamento de Física Teórica, Atómica y Óptica)
1. Título del TFG: “Simulaciones atomísticas de sistemas nanoestructurados bicomponentes”
2. Tema: Los sistemas formados por un número reducido de átomos (agregados o nanoestructuras)
han sido objeto de un intenso estudio en las dos últimas décadas, debido a las propiedades especiales
que muestran. Actualmente, comienza también a atraer interés el estudio de compuestos
nanoestructurados formados por dos elementos diferentes. En el trabajo que se propone el alumno, en
primer lugar, deberá familiarizarse con el manejo de diversas herramientas de simulación (programas)
que describan de forma realista el comportamiento físico de los sistemas en estudio. En segundo lugar,
utilizará estas herramientas para estudiar diversas propiedades (estructurales, térmicas, etc...) de
algunas nanoestructuras de interés. En particular, se analizara la forma en que la concentración relativa
de las dos especies cambia las propiedades del sistema.
3. Nombre del Tutor: Luis Miguel Molina Martín
1. Título del TFG: “Localización electrónica en nanopartículas metálicas”
2. Tema: En una nanopartícula de un metal sencillo como el sodio o el potasio, los electrones se
comportan como si la nanopartícula fuese un super-átomo. Es decir, los electrones se agrupan en capas
electrónicas caracterizadas por un número cuántico principal y un número cuántico de momento
angular orbital. El objetivo de este trabajo es estudiar la distribución electrónica y la localización
espacial de los electrones en las nanopartículas para distintos valores de los números cuánticos. Para
ello se usará un modelo sencillo para describir la estructura de la nanopartícula, que se considerará
esférica y con una distribución homogénea de la carga de los iones. En los cálculos de la estructura
electrónica se usará la teoría del funcional de la densidad. La realización del trabajo precisa de algunos
conocimientos de Física Atómica.
3. Nombres de los Tutores: Julio A. Alonso Martín y María J. López Santodomingo,
1. Título del TFG: “Propiedades magnéticas de la nanopartícula de Fe de 6 átomos”
2. Tema: Recientes experimentos de espectroscopía XMCD [Niemeyer et al., Phys. Rev. Lett. 108,
057201 (2012)] han permitido determinar los momentos magnéticos, como función del tamaño, de
nanopartículas libres de Fe ionizadas con entre 3 y 20 átomos. Además, se ha estimado la contribución
orbital y de spin al momento magnético total. No existen cálculos para estas nanopartículas ionizadas
de Fe. Los que existen son para las partículas neutras [Diéguez et al., Phys. Rev. B 63, 205407
(2001)]. Se trata de cálculos DFT escalares relativistas, que no tienen en cuenta la interacción spinórbita y por tanto permiten obtener únicamente el momento magnético de spin. Nuestro objetivo será
realizar los cálculos para Fe6 neutro e ionizado introduciendo la contribución del término de
interacción spinórbita.
Determinaremos el momento magnético total, el eje de fácil magnetización, la energía de anisotropía
magnética (MAE) y las contribuciones orbital y de spin. Compararemos con el resultado experimental
e intentaremos sacar conclusiones del efecto que tiene en las propiedades magnéticas el extraer un
electrón del sistema.
3. Nombre del Tutor: Tutor: Andrés Vega Hierro
4. Opción de Movilidad: Si
5. Observaciones: Observaciones: Se requiere haber aprobado las asignaturas de Física Cuántica y
Mecánica Cuántica del Grado durante el desarrollo del TFG, así como conocimientos del entorno
Linux.
1. Título del TFG: “Técnicas de radioterapia”
2. Tema: En este trabajo se estudian algunas de las técnicas de radioterapia externa e interna partiendo
de los conocimientos adquiridos en el grado sobre la producción de radiación ionizante mediante
núcleos atómicos y aceleradores así como su interacción con la materia atravesada. Se aplicará a un
caso concreto en colaboración con profesionales radiofísicos con los cuales el alumno trabajará de
cerca para comprender la manera en que se lleva a cabo la planificación de la radioterapia haciendo
uso de simulaciones y de las imágenes anatómicas suministradas por los rayos X mediante las técnicas
topográficas. El trabajo contempla también el análisis de la Protección Radiológica de los
profesionales incluyendo algún tipo de medida con equipos similares a los utilizados en las prácticas
de la asignatura de TEF IV.
3. Nombre de la Tutora: Pilar Iñiguez de la Torre Bayo
1. Título del TFG: “Simulación de estructuras de carbono, entre el grafeno y el diamante.”
2. Tema: El carbono se ha mostrado como uno de los elementos más versátiles de la naturaleza,
siendo capaz de producir estructuras fascinantes como los fullerenos, los nanotubos de carbono o el
grafeno. La razón principal es que el carbono puede enlazarse mediante enlaces de tipo sp2 o sp3. El
objetivo de este trabajo es estudiar, mediante simulaciones computacionales que utilicen interacciones
efectivas, la estructura atomística de diversos materiales de carbono, desde carbones porosos hasta
carbones amorfos, como función de la densidad del material. Se trata de establecer correlaciones entre
la proporción de átomos de carbono con enlace sp2 y sp3 y la estructura del material. La estructura de
los materiales será caracterizada a escala atómica y nanométrica analizando su nanoporosidad,
superficie específica, etc, entre otras propiedades de interés para las aplicaciones de estos materiales,
por ejemplo en adsorción de gases o como electrodos en pilas electrolíticas o en celdas de
combustible.
3. Nombres de los Tutores: María José López Santodomingo y Julio Alfonso Alonso Martín
1. Título del TFG: “Los rayos X en radiología intervencionista”
2. Tema: La radiología intervencionista es uno de los diferentes tipos de cirugías cerradas
mínimamente invasivas sin abrir al paciente, en la cual la imagen suministrada por rayos X sirve de
guía para la inserción de objetos tales como agujas, catéteres, stents y otros que se utilizan para varias
finalidades curativas. Es por tanto un campo en el que un estudiante del Grado de Física pone en
práctica sus conocimientos sobre la interacción de los rayos X con la materia y su detección. El trabajo
a realizar implicará en primer lugar un aprendizaje breve de fisiología para comprender el uso de los
rayos X en la obtención de la imagen para lo que se contará con la colaboración de un profesional
médico radiólogo. En segundo lugar se realizarán medidas de dosis de radiación mediante el empleo
de los dosímetros similares a los que se han utilizado en las prácticas de la asignatura de TEF IV
3. Nombre de la Tutora: Pilar Iñiguez de la Torre Bayo
Área de OPTICA (4)
(Departamento de Física Teórica, Atómica y Óptica)
1. Título del TFG: “Procesado preliminar de datos del fotómetro CIMEL 318T desplegado en el
Ártico noruego”.
2. Tema: El GOA mantiene en el observatorio ALOMAR, isla de Andoya (Noruega), a 69º N (400
km) al norte del Círculo Polar, distinta instrumentación desde nuestras primeras campañas en 2002.
Entre ellas, un fotómetro solar CIMEL, estándar de la red AERONET (http://aeronet.gsfc.nasa.gov/),
de forma permanente desde el último Año Polar Internacional (2007-09). Con el se establecen diversas
propiedades de la carga de aerosoles atmosféricos, incluyendo el producto fundamental: el Espesor
Óptico de Aerosoles (AOD).
Este fotómetro, que opera usando como fuente la luz del sol, tiene el obvio inconveniente para opera
en latitudes árticas que permanece ciego durante la larga noche (casi cuatro meses en la latitud
mencionada).
Recientemente, la casa CIMEL ha desarrollado un nuevo fotómetro con capacidad de operar usando la
luna como fuente de luz. Uno de estos fotómetros, totalmente experimental en este instante, ha sido
adquirido por el GOA y estando siendo sometido a test en esta Facultad de Ciencia. Se prevé que
dentro de una semanas se transfiera a ALOMAR para operar durante el invierno ártico en aquella
estación.
El alumno al que se adjudique este TFG deberá colaborar con los miembros del GOA en el procesado
previo de los datos de este fotómetro, siendo adiestrado en todo lo que se refiere a su operatividad y
muy especialmente en la detección de problemas inherente a un instrumento no convencional.
3. Nombre del Tutor: Angel de Frutos y Carlos Toledano.
1. Título del TFG: “Construcción de un dispositivo de control de la polarización de LEDs para
su implementación en un fotoestimulador de dos canales y 4 primarios”
2. Tema: El objetivo del trabajo es la construcción e implementación de un dispositivo de control de
la polarización de LEDs ultraluminiscentes que se utilizarán en un fotoestimulador de dos canales y
cuatro primarios. En el trabajo el estudiante tendrá que diseñar un circuito de polarización de LEDs
basado en pulsos de corriente, el cual ha de permitir un control de la emisión luminosa lineal en
función de una variable que podrá ser la anchura de pulso a una frecuencia base fijada o la frecuencia
de pulsos con una anchura temporal fija del pulso. En ambos casos los factores limitantes están
relacionados con los tiempos de encendido y apagado del LED y con la frecuencia crítica de fusión del
observador usuario del fotoestimulador al que han de ir acoplados dichos LEDs. Una vez diseñados
dichos circuitos, se implementará su control a través de generadores de onda controlados desde un
software en cuyo diseño participará el estudiante.
3. Nombre de los Tutores: Dr. Santiago Mar Sardaña y Dr. Juan Antonio Aparicio Calzada
4. Movilidad: No
1. Título del TFG: El Principio de Arquímedes a través de una simulación de partículas
2. Tema del TFG: El trabajo de Fin de Grado propuesto pretende poner de manifiesto que el
fenómeno de la flotación de cuerpos ligeros sumergidos en un fluido es un fenómeno emergente que se
puede derivar de principios muy básicos usando Física Estadística. Tiene un enfoque más bien
didáctico pero permite poner de manifiesto que un fenómeno que cumple una ley física muy sencilla
es, a la vez, muy complicado de explicar si no se recurre a la Física Estadística.
Observaciones:
Es necesario que el alumno sepa programar, pero basta con el nivel del curso de primero de Física
Computacional. No se necesita ninguna formación que no esté entre las asignaturas obligatorias del
Grado.
3. Tutor del TFG: Marco Antonio Gigosos
4. Movilidad: Si
1. Título del TFG: Entrelazamiento
2. Tema del TFG: Se trata de hacer una revisión crítica de este fenómeno cuántico que no tiene
correspondencia con los fenómenos "clásicos". Al mismo tiempo, se busca desmitificar esos extraños
resultados que parecen imposibles con una visión de la Física Clásica, o, para ser más precisos, una
Física Macroscópica, donde tales fenómenos no pueden producirse.
3. Tutor del TFG: Marco Antonio Gigosos
4. Movilidad: Si
5. Observaciones: Es necesario un buen conocimiento de la Mecánica Cuántica, o, mejor aún, una
insaciable curiosidad por entender la diferencia profunda entre las descripciones clásica y cuántica de
determinados procesos físicos. Se busca precisamente, que el alumno adquiera ese buen conocimiento
de la Cuántica.
Área de FÍSICA MATERIA CONDENSADA (3)
(Departamento de Física de la Materia Condensada, Cristalografía y Mineralogía)
1. Título del TFG: “Análisis de la relación formulación-proceso-estructura en materiales
celulares basados en poliolefinas reticuladas”.
2. Tema:
2.1. Objetivo: El objetivo del presente trabajo fin de grado es analizar la relación formulación-procesoestructura en materiales celulares basados en poliolefinas reticuladas. Se tratará de generar el
conocimiento científico necesario para poder controlar la estructura final del material (densidad,
tamaño de celda, grado de anisotropía) a partir de la selección de las materias primas, formulaciones y
parámetros de procesado adecuados.
2.2. Motivación: Hoy día existe una fuerte demanda de nuevos materiales, en una continua búsqueda
de las propiedades óptimas para cada aplicación, respetando simultáneamente criterios económicos y
medioambientales. Una de las vías en este proceso son los materiales que incorporan una estructura
celular (estructura porosa), que permiten ampliar el rango de propiedades que ofrece el material sólido,
reduciendo al mismo tiempo la cantidad de material empleado, y con ello su coste. Debido a esto, los
materiales celulares tienen un gran presente y un futuro muy prometedor en la mayor parte de los
sectores tecnológicos estratégicos (aeronáutico, energías renovables, automoción, construcción,
biotecnología, etc).
Uno de los campos de investigación clave en la actualidad en la ciencia de los materiales celulares es
el la generación de materiales con estructuras celulares diseñadas a medida que permitan controlar las
propiedades finales del mismo. Para poder llegar a este punto es necesario el estudio detallado de la
relación formulación-proceso-estructura, en la que se centra este trabajo fin de grado.
2.3. Aspectos formativos: El estudiante que realice este trabajo tendrá la oportunidad de formarse en
aspectos relacionados con la física de materiales, ya que tendrá la posibilidad de fabricar y caracterizar
sus propios materiales partiendo de materias primas básicas. Podrá además manejar equipos de
laboratorio de última generación para dicha fabricación y caracterización y se incorporará a un grupo
de investigación puntero en este campo.
3. Nombre del Tutor: Miguel Angel Rodríguez Pérez
4. Movilidad: NO. El trabajo no puede ser realizado por alumnos en movilidad, ya que tiene un
elevado carácter experimental.
5. Observaciones: Al ser un trabajo con una fuerte base experimental al estudiante deberá gustarle el
trabajo de laboratorio.
1. Título del TFG: “Catodoluminiscencia en nanoestructuras de semiconductores de banda
ancha”
2. Tema: En el presente trabajo fin de grado el estudiante utilizará la técnica de la
catodoluminiscencia (CL) acoplada a un microscopio electrónico de barrido (SEM) para realizar el
análisis de las propiedades ópticas de diversas nanoestructuras semiconductoras de banda ancha. De
esta forma, el estudiante aprenderá una potente herramienta de estudio a escala sub-micrométrica de
materiales semiconductores de interés en la opto- y micro- electrónica. Se analizarán en concreto dos
tipos diferentes de nanoestructuras: nanohilos de ZnO, crecidos por diferentes métodos de crecimiento,
y nanouniones p-n constituidas por un cuerpo central (core) de GaN tipo n y capas tipo p obtenidas por
dopado de GaN con Mg. Se pretende con este análisis obtener información a escala local de la
presencia y origen de centros de recombinación no radiativa, defectos puntuales, incorporación de
impurezas, efecto de las interficies, etc.
El estudiante tendrá la oportunidad de estudiar un conjunto de materiales de grandísimo interés en el
campo de la tecnología semiconductora y de estar en contacto con los procesos de producción,
tecnologías de desarrollo y de caracterización más avanzados, gracias a los contactos y colaboraciones
del grupo de investigación GdS-Optronlab, tanto nacionales como internacionales, lo que pondrá al
estudiante en el ámbito de la investigación pionera en esta rama de la física en el sector de la ciencias
de materiales.
3. Nombre del Tutor: Oscar Martínez Sacristán
1.Título del TFG: “Fabricación y caracterización de materiales poliméricos nanocelulares:
análisis del cambio en las propiedades cuando la estructura pasa de la escala micro a la
nanométrica.
2. Tema
2.1. Objetivo:
El objetivo del presente trabajo fin de grado es la fabricación de materiales poliméricos con tamaños
de celda en la escala micrométrica (celdas en torno a las micras de diámetro) y en la escala
nanométrica (celdas con tamaños en torno a los 200 nm) y la caracterización de sus propiedades
físicas. Se tratará de evaluar e interpretar los posibles cambios en las propiedades que pueden ocurrir
cuando se produce este transición en la escala de tamaños.
2.2. Motivación:
Hoy día existe una fuerte demanda de nuevos materiales, en una continua búsqueda de las propiedades
óptimas para cada aplicación, respetando simultáneamente criterios económicos y medioambientales.
Una de las vías en este proceso son los materiales que incorporan una estructura celula (porosa), que
permiten ampliar el rango de propiedades que ofrece el material sólido, reduciendo al mismo tiempo la
cantidad de material empleado, y con ello su coste. Debido a esto, los materiales celulares tienen un
gran presente y un futuro muy prometedor en la mayor parte de los sectores tecnológicos estratégicos
(aeronáutico, energías renovables, automoción, construcción, biotecnología, etc).
Uno de los campos de investigación clave en la actualidad en la ciencia de los materiales celulares es
el estudio y desarrollo de estructuras celulares con tamaños de celda en el rango submicrométrico y
nanocelular, es decir tamaños entre los 50 y 200 nm, así como la comprensión de los fenómenos y
procesos que fomentan o controlan la aparición de este tipo de estructuras. Éste es un tema muy
novedoso en la literatura científica, de gran dificultad, y en definitiva un reto científico en el que se
necesitan investigaciones profundas en las fronteras del conocimiento. El nuevo Programa Marco
Horizon 2020 (nuevo programa de financiación de I+D de la Unión Europea para el periodo 20142020 dotado de un presupuesto inicial de 71.000 millones de euros) también apuesta por el desarrollo
de este nuevo tipo de materiales celulares destacando la importancia que tienen los mismos. En este
trabajo trataremos de caracterizar y entender que sucede con algunas de las propiedades físicas de los
materiales celulares (propiedades térmicas y mecánicas) cuando el tamaño de las celdas pasa de la
escala micro a la nanométrica.
2.3. Aspectos formativos
El estudiante que realice este trabajo tendrá la oportunidad de formarse en aspectos relacionados con
la nanotecnología, ya que podrá fabricar materiales con estructuras celulares en la escala nanométrica.
Podrá manejar equipos de laboratorio de última generación para la fabricación y caracterización de
estos materiales y se incorporará a un grupo de investigación puntero en este campo.
3. Tutor: Miguel Angel Rodríguez Pérez
4. Alumnos en movilidad: El trabajo no puede ser realizado por alumnos en movilidad, ya que tiene
un elevado carácter experimental
5. Otras consideraciones
Al ser un trabajo con una fuerte base experimental al estudiante deberá gustarle el trabajo de
laboratorio.
Área de CRISTALOGRAFÍA (2)
(Departamento de Física de la Materia Condensada, Cristalografía y Mineralogía)
1. Título del TFG: “Caracterización Raman de nano hilos semiconductores Si/SiGe y
heteroestructuras axiales”
2. Tema: La caracterización de hilos semiconductores Si/SiGe comprende, en primera instancia, un
estudio morfológico y químico elemental de los nano materiales, mediante microscopía electrónica de
barrido ambiental, equipada con un sistema de microanálisis de rayos-X integrado, EDAX. Con ello,
se obtendrán los parámetros morfológicos externos (longitud, forma y diámetro), así como el perfil
axial de distribución química elemental. El estudio Raman de las nano estructuras Si/Si1-xGex se
efectuará mediante un equipo espectrómetro Raman LABRAN HR 800 UV, de alta resolución. A
partir de los parámetros espectrales Raman obtenidos de espectros de perfiles longitudinales y
transversales de alta resolución espacial, se correlacionaran los parámetros microestructurales con los
morfológicos (diámetro del material) y la determinación de la posición, forma y alcance de la interfase
Si/SiGe en la heteroestructura axial del nano hilo.
3. Nombre del Tutor: A. Carmelo Prieto Colorado
4. Movilidad: NO. Dada las características de las técnicas instrumentales que se utilizan y la alta
carga experimental del TFG propuesto, no parece aconsejable para alumnos en movilidad.
1. Título del TFG: “Aplicación de las técnicas espectroscópicas y difractométricas en la
conservación del Patrimonio histórico de Castilla y León.
2. Tema: Las técnicas espectroscopías (IR y Raman) y difractométricas (Difracción de rayos X) son
herramientas de análisis en auge, actualmente, porque ofrecen una serie de características muy
adecuadas para situaciones concretas y complejas. Las técnicas espectroscópicas están basadas en el
análisis vibracional y son no destructivas: basta con iluminar la muestra con una radiación IR o un
láser, para obtener su correspondiente espectro. La espectroscopía Raman ni siquiera necesita tocar
físicamente la muestra; puede analizarla a cierta distancia (desde milímetros a cientos de metros,
según el tipo de equipo Raman empleado). Puede efectuarse in situ, gracias a la aparición de equipos
Raman portátiles de última generación. Por tanto, ya no está restringida a su uso en laboratorio, como
ocurría hasta hace pocos años. Tampoco es una técnica exclusiva de técnicos y analistas profesionales;
ahora puede ser utilizada por personal no cualificado, que dispone de equipos Raman de manejo
sencillo, y muy automatizados. El análisis puede realizarse en poco tiempo, incluso en unos segundos
cuando las circunstancias son favorables. La interpretación de los espectros, necesaria para la
identificación de las muestras, también se ha automatizado; gracias a las bases de datos incorporadas a
la memoria electrónica de los equipos actuales. La Difracción de rayos X es, así mismo, una
herramienta muy utilizada para la caracterización e identificación de fases cristalinas. Por todas estas
ventajas, tanto las técnicas espectroscópicas como difractométricas se utilizan como herramienta de
análisis en campos muy diversos, como industria farmacéutica, industria química, arqueología,
patrimonio histórico, mineralogía, estudios forenses, identificación de drogas, joyas, polímeros, y un
largo etc. El objetivo de este trabajo es la aplicación de las citadas técnicas en la conservación del
Patrimonio histórico de Castilla y Léon, desde el análisis y caracterización de los materiales
empleados en la decoración, y en particular, en la pintura de frescos, murales, estatuas y manuscritos
hasta el estudio del deterioro de las rocas constitutivas de monumentos provocado por el agua,
componentes atmosféricos, organismos vivos, etc.
Observaciones:
Es aconsejable que el alumno posea conocimientos de las técnicas espectroscópicas (IR y Raman) y
difractométricas (Difracción de rayos X) o que haya cursado la asignatura optativa “Síntesis y
caracterización estructural de los materiales”.
3. Tutor: Jesús Medina García
4. Movilidad: NO
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