Caracterización superficial de películas de moléculas orgánicas por XPS

F. A. GUTIERREZ; O. E. LINAREZ PÉREZ; M.D .SÁNCHEZ; M. LÓPEZTEIJELO

Salta, Argentina

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2009

AAIFQ

La espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS) es uno de los métodos de caracterización de superficies más ampliamente utilizado en la actualidad ya que proporciona información sobre la identidad de los elementos presentes y permite la determinación de la composición elemental de la superficie. En este trabajo se llevó a cabo la caracterización superficial de monocapas autoensamblas de molécula aromáticas sobre Au empleando mediciones de XPS. Se analizó la funcionalización de superficies metálicas de Au(111) con monocapas de  compuestos heterocíclicos aromáticos que contienen N, COO- o S como grupos funcionales. Se emplearon moléculas que pertenecen a la familia de las piridinas modificadas como 2-mercaptopiridina (2-MPy), ácido isonicotínico (INA) y ácido 2-mercaptonicotínico (2-MNA). 2-MPY ha sido utilizada como sistema modelo para la interpretación de los resultados. Las SAMs fueron preparadas por inmersión del sustrato de Au(111) en solución acuosa o etanólica conteniendo el adsorbato y posteriormente transferidas a la cámara de ultra-alto vacío. Dado que las SAMs presentan un comportamiento electroquímico complejo, resulta de significativa importancia obtener información relativa a la naturaleza química y composición elemental de las monocapas orgánicas depositadas sobre el sustrato. La deconvolución de las señales se realizó utilizando sustracción de fondo tipo Shirley, empleando sumas asimétricas de funciones gausianas (30%) – lorentzianas (70%) y como variables de ajuste el ancho de pico a media altura, el área y el valor de la energía de cada uno de ellos. Del análisis de las señales o líneas de emisión de Au 4f, C1s, O1s, N1s y S2p, se pudo determinar que las moléculas estudiadas se encuentran adsorbidas sobre la superficie de oro. Para el caso de 2-MPy, se encontró que la molécula interacciona con la superficie principalmente a través del átomo de S formando un enlace tiol-Au, que una pequeña proporción del los grupos tiolatos se encuentran oxidados como especies sulfinitos y que una proporción de los nitrógenos piridínicos se encuentran protonados y cargados positivamente. Para 2-MNA, los resultados obtenidos son similares a los encontrados para 2-MPy. Para INA se encuentra que el nitrógeno piridínico se encuentra parcialmente protonado.