Preparación y Caracterización de películas delgadas de MoO3 dopadas con Pt

Se prepararon películas delgadas de trióxido de molibdeno dopadas con platino (MoO3/Pt). Las películas se crecieron sobre sustratos de vidrio mediante dos metodologías. En la primera, se prepararon inicialmente las películas de MoO3 depositando una solución precursora 0,1 M de Heptamolibdato de Amonio Tetrahidratado ((NH4)6Mo7O24·4H2O) sobre sustratos a 623 K usando la técnica de atomización pirolítica y posteriormente se sumergieron en una solución 0,05 M de Ácido Cloroplatínico Hexahidratado (H2PtCl6·6H2O) durante 1 s. En la segunda metodología, soluciones compuestas de Heptamolibdato de Amonio Tetrahidratado 0,1 M y Ácido Cloroplatínico Hexahidratado (H2PtCl6·6H2O) 0,05 M en diferentes proporciones volumétricas se depositaron directamente mediante técnica de atomización pirolítica sobre sustratos a 623 K. Las películas delgadas se sometieron a un tratamiento térmico posterior a la deposición que consiste de dos etapas. Un proceso de secado para extraer residuos de solvente a 393 K y presión atmosférica bajo flujo continuo de nitrógeno durante 8 horas y uno de calcinado para conseguir la descomposición térmica de los compuestos secundarios; este último se realizó a 473 K en vacío con un gas residual mezcla de nitrógeno, hidrogeno y argón durante 2 horas o a 673 K a presión atmosférica bajo flujo continuo de nitrógeno durante 2 horas. Se estudió la influencia del proceso del dopado y el tratamiento térmico sobre la estructura, la morfología de la superficie y las propiedades eléctricas de las películas. La caracterización estructural de las películas mediante difracción de rayos-X (DRX) indican la presencia de la fase ortorrómbica α del MoO3 con orientación preferencial en el plano (0 2k 0) en las películas no dopadas y las películas dopadas mediante inmersión, mientras que las fabricadas mediante la deposición directa de Heptamolibdato de Amonio y Ácido Cloroplatínico exhiben una drástica disminución de las cristalinidad del material. La presencia del Pt en las películas delgadas se confirmó mediante EDX y la caracterización morfológica de las películas realizada con la técnica de Microscopía Electrónica de Barrido reveló un recubrimiento uniforme sobre todo el sustrato con estructura primordialmente granular sobre las superficies al usar el método de atomización pirolítica para el dopado de las películas delgadas. La caracterización eléctrica de las películas se realizó mediante la obtención de las curvas características IV en un sistema cerrado con una presión base del orden de 10-5 mbar y se trabajó en un rango de temperaturas entre 113 K y 473 K. Igualmente se estudió la variación relativa de la resistencia de las películas bajo la adsorción de CO y vapor de agua. Las curvas características I-V exhiben un comportamiento predominantemente lineal en el rango de temperaturas antes descrito, exceptuando las películas de MoO3 de 20 ml de solución precursora depositada al medirse a temperaturas bajas, donde muestran un comportamiento capacitivo y cuyas curvas I-V se ajustaron con un modelo de conducción para películas con estructura granular. Las películas exhiben resistencias en el rango entre los KΩ hasta los TΩ donde las películas dopadas por inmersión muestran los valores de resistencia eléctrica más bajos. El estudio del efecto del tratamiento térmico sobre las películas no dopadas también se realizó, conllevando a resultados opuestos dependiendo del volumen de solución depositada, con un volumen pequeño de solución depositada el tratamiento térmico aumenta la resistencia del material mientras que en las películas preparadas con un volumen de solución mayor se mejora la conductividad de las películas y se elimina el comportamiento no lineal exhibidos en las curvas características I-V de las películas. El efecto de la adsorción tanto del CO como del vapor de agua es de tipo reductor sobre la mayoría de las películas, donde los valores registrados con el H2O son de mayor magnitud. El comportamiento general que muestran las películas dopadas es de disminuir los valores de la sensitividad. No obstante, las películas con mayor concentración de ácido cloroplatínico en la solución precursora y calcinadas a 473 K en vacío en el tratamiento térmico, presentan valores de la sensitividad contrastantes para el CO y para el H2O, mostrando inclusive un efecto oxidante de este último sobre la película con mayor concentración de Pt.

• Autores: Torres Luengo, Marcel
• Fecha de publicación: 2014
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/51875
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/51875; http://bdigital.unal.edu.co/46101/
• Palabra clave: 53 Física / Physics; 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering; 76 Artes gráficas; Arte de grabar y grabados / Graphic arts; MoO3; Dopado con Pt; Películas delgadas; Propiedades eléctricas; Pt-doped; Thin films; Electrical properties
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