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Sotero Prieto Face-to-Face

Sala Ruíz Mejía


Dr. Hugo Alberto Lara García

Instituto de Física, UNAM
"Semiconductores unidimensionales de titanato: ingeniería de bandas y almacenamiento de sodio"
Viernes 09 de Enero, 2026
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January 09, 2026

En esta plática, presentamos una estrategia de ingeniería de bandas para optimizar semiconductores unidimensionales de titanato con aplicaciones en almacenamiento de sodio. Demostramos que el intercambio iónico con metales de transición (Cu, Ni, Co, Fe) es un método simple y eficaz para modificar las propiedades electrónicas de los titanatos, produciendo un corrimiento al rojo del borde de absorción y una reducción sistemática y sintonizable del band gap (de ≈3.3 a 1.5 eV). Cálculos DFT confirman que esta modulación se origina de nuevos estados electrónicos introducidos por los cationes metálicos, estableciendo los nanotubos dopados como semiconductores unidimensionales con propiedades optoelectrónicas ajustables. Aplicando esta ingeniería, investigamos el rendimiento electroquímico de nanoalambres de titanato dopados con Co como ánodos para baterías de iones de sodio (SIB). La reducción del band gap y la mejora del transporte electrónico se correlacionan directamente con un desplazamiento del potencial de circuito abierto a bajos potenciales (~0.05 V vs Na⁺/Na), ideales para ánodos, una drástica reducción en la resistencia a la transferencia de carga, permitiendo distinguir mejor los procesos electroquímicos, y una inserción/extracción de Na⁺ con menor sobrepotencial y mayor reversibilidad. Consecuentemente, el material dopado presenta una mejor capacidad a altas tasas y una estabilidad ciclable superior. Este estudio valida la ingeniería de bandas como una estrategia altamente efectiva para optimizar ánodos de titanato en SIBs.