Deposicion Laser Pulsada en condiciones Exoticas: aire a presión atmosférica y excitación multipulso

ALVIRA, F. C.; M. R. TEJERINA; L. PONCE

Buenos Aires

Encuentro; XIX Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2019

Comisión Nacional de Energia Atomica

La deposición laser pulsada (PLD por sus siglas en inglés) es una técnica de crecimiento de capas delgadas en la que se utiliza un láser pulsado de alta potencia para ablacionar material de una superficie ?objetivo?, que se deposita en un sustrato posicionado adecuadamente. El material vaporizado, está compuesto por especies neutras, iones y electrones, y se conoce como ?pluma de plasma? producida por láser. Este se expande rápidamente desde la superficie del material objetivo con velocidades típicamente del orden de 106 cm s−1 en alto vacío. El crecimiento de la capa se produce sobre un sustrato colocado frente al target donde se condensa parte del material de la pluma. PLD se ha aplicado con múltiples variaciones experimentales entre las que se encuentran diferentes tipos de láseres, los armónicos de Nd: YAG, micro, pico, nano y femtosegundo. Un desarrollo relativamente novedoso en la fabricación de láseres implementa un láser Nd: YAG con dispositivo Q-Switch basado en absorbentes saturables. En este régimen, el Q-Switch consiste en un cristal YAG dopado con cromo (Cr4+: YAG), que se aclara durante el proceso de bombeo, emitiendo uno o varios pulsos en el curso de un pulso de excitación de la lámpara. Sin embargo, una variante de PLD no explorada completamente hasta estos días es la implementación de PLD sin una cámara de vacío, lo que significa emplear esta técnica en aire bajo presión atmosférica. Un posible inconveniente de este enfoque es la calidad de las capas obtenidas. Sin embargo, no todas las aplicaciones necesitan capas densas y de baja rugosidad: con respecto a la fotocatálisis y las aplicaciones fotovoltaicas de los recubrimientos de TiO2, la limitación más crítica es su baja absorción en la región visible, y no así su rugosidad.En este trabajo mostramos algunos resultados recientemente obtenidos en nuestro laboratorio del crecimiento de nanocapas de TiO2 empleando un láser de nanosegundos multipulsado construido en nuestro laboratorio. Reportamos una caracterización de estas capas de TiO2 crecidas en distintas condiciones a presión atmosférica: con láser monopulso y multipulso. Estos resultados mostraron la factibilidad de emplear este tipo de técnica no convencional y qué características tienen las capas obtenidas. Son ejemplos del enfoque experimental no convencional de PLD implementado en nuestro laboratorio.