Diseño, síntesis y caracterización de recubrimientos porosos robustos para integración en dispositivos

J. I. RAMALLO; E. M. BRINGA; M. C. FUERTES

Encuentro; Encuentro Anual del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; 2021

La utilización de películas delgadas porosas en dispositivos es un tema de interés tanto a nivel académico como industrial. La porosidad, que otorga nuevas funcionalidades a estas películas que actúan a modo de bloques de construcción, en general produce pérdida tanto de estabilidad química como mecánica, requerimientos que en este tipo de aplicaciones son cruciales para determinar el desempeño y vida útil de los dispositivos. En el caso de los films mesoporosos de óxidos, que forman parte de dispositivos ópticos, fotovoltaicos, catalíticos y adsorbentes, la funcionalidad de la capa de óxido viene dada por su porosidad y por su composición, tanto dentro del mismo óxido (sea inorgánico o híbrido) como en el interior de los poros. Entre las solicitaciones a las cuales pueden estar sometidos estos sistemas se encuentran: temperatura, daño mecánico, exposición a solventes o a radiación. En el caso de dispositivos construidos en base a óxidos mesoporosos (sílice, titania, materiales híbridos, etc.), estos escenarios pueden generar disolución de alguno de sus componentes, remover total o parcialmente las funciones orgánicas y/o generar fragilización de las matrices de los óxidos, deformación, delaminación y/o fractura de los films. Por ello, el estudio de las propiedades mecánicas de estos sistemas es un punto clave a la hora de optimizar los materiales constructivos de este tipo de dispositivos. En esta presentación, se describe la síntesis y caracterización estructural, química y mecánica de películas de óxidos porosos empleados en dispositivos. Además, se presentan los primeros avances en el estudio de las propiedades mecánicas de estos materiales mediante simulaciones de Dinámica Molecular (DM) utilizando el software libre LAMMPS (Large-scale Atomic / Molecular Massively Parallel Simulator), una herramienta poderosa para el diseño de nanomateriales y complementaria a la nanoindentación, técnica empleada experimentalmente.