Modificación local de las propiedades eléctricas y morfológicas en films delgados mesoporosos de TiO2 infiltrados con nanopart´ıculas met´alicas utilizando nanolitograf´ıa con CT-AFM

M.LINARES ; PABLO EDUARDO LEVY

Rosario

Encuentro; SOLIDOS 2013; 2013

V Reuni´on Nacional de S´olidos, Rosario 14 al 19 de Noviembre de 2013 Modificaci´on local de las propiedades el´ectricas y morfol´ogicas en films delgados mesoporosos de TiO2 infiltrados con nanopart´ıculas met´alicas utilizando nanolitograf´ıa con CT-AFM Linares Moreau Mercedes, CONICET and CAC-CNEA, Buenos Aires; Granja Leticia, CONICET and CAC-CNEA, Buenos Aires; Martinez Eduardo, CONICET and CAC-CNEA, Buenos Aires; Fuertes M. Cecilia, CONICET and CAC-CNEA, Buenos Aires; Golmar Federico, CONICET and INTI, Buenos Aires; Granell Pablo, CONICET and INTI, Buenos Aires; Levy Pablo, CONICET and CAC-CNEA, Buenos Aires; Soler Illia Galo J.A.A.A., CONICET and CAC-CNEA, Buenos Aires. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos en el estudio de las propiedades el´ectricas locales por microscop´ıa de fuerza at´omica con punta conductora (CT-AFM) en nanoestructuras mixtas, formadas por pel´ıculas delgadas mesoporosas (PDMP) de TiO2 infiltradas con nanopart´ıculas (NP) de oro y plata. Las PDMP de TiO2 fueron sintetizadas por el m´etodo de sol-gel y depositadas por dip coating sobre sustratos de Si conductor. La infiltraci´on con NP met´alicas se realiz´o mediante m´etodos de reducci´on suave de AuCl− 4 y fotorreducci´on de iones de Ag+ en soluci´on. Las muestras se caracterizaron morfol´ogicamente por microscop´ıa electr´onica de barrido (SEM y STEM) y elipsoporosimetr´ıa ambiental (PEA). Mediante CT-AFM se estudi´o la topograf´ıa y el transporte el´ectrico en la direcci´on perpendicular al plano del film. Estas mediciones se realizaron en condiciones de humedad ambiente controladas. Aqu´ı se muestra que en todos los sistemas estudiados es posible modificar localmente la resistencia el´ectrica y la topograf´ıa mediante barridos de CT- AFM con diferentes voltajes. En las PDMP sin infiltrar se pudo determinar que este efecto depende fuertemente de la porosidad del film y la presencia de agua dentro de los poros durante el experimento. Estos resultados se contrastan con los obtenidos en PDMP de TiO2 infiltradas con NP de Au y Ag, permitiendo diferenciar los efectos debidos a la presencia de NP met´alicas de los efectos propios del TiO2. En particular para el caso de la plata, el efecto se intensifica por la presencia aislada de iones Ag+. De esta forma, los barridos de CT-AFM a tensiones altas generan una migraci´on de iones Ag+ hacia la superficie, modificando dram´aticamente la topograf´ıa y la conducci´on de la regi´on estudiada. En conclusi´on, mediante CT-AFM se pudieron generar nanoestructuras en PDMP de TiO2 y nanoestructuras mixtas TiO2-metal en forma controlada. Es importante resaltar que a diferencia de la mayor´ıa de los resultados reportados en la bibliograf´ıa, donde mediante esta t´ecnica se act´ua sobre la superficie del film, en el sistema TiO2-Ag se logra modificar la distribuci´on de la plata y las propiedades el´ectricas dentro del film.