INIFTA   05425
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES FISICO-QUIMICAS TEORICAS Y APLICADAS
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Síntesis y caracterización de películas delgadas de óxido de grafeno reducido térmicamente obtenido por Langmuir-Blodgett
Autor/es:
OTERO, M.; MONGE, N.; CECILIA DOS SANTOS CLARO; JOSE MARTIN RAMALLO LOPEZ; GUSTAVO M. MORALES; F. G. REQUEJO; AVILA, JOSÉ; MARÍA CARMEN ASENSIO
Lugar:
Villa Carlos Paz, Córdoba
Reunión:
Congreso; 97 Reunión Nacional de Física; 2012
Institución organizadora:
Asociación Física Argentina
Resumen:
Desde el descubrimiento del grafeno , una monocapa de átomos de carbono con hibridación sp2 unidos covalentemente entre si, se han propuesto distintos métodos para su síntesis, entre los que se encuentran: exfoliación micromecánica de grafito, crecimiento epitaxial sobre distintos sustratos, deposición física desde fase vapor (CVD) de hidrocarburos sobre superficies de metales de transición, dispersión de grafito en disolventes orgánicos y reducción de óxido de grafito (GO). El gran interés en el grafeno es consecuencia de sus potenciales aplicaciones en dispositivos electrónicos y optoelectrónicos. Resulta así que para la mayor parte de las aplicaciones, se requiere de una película fina de grafeno de composición y espesor definido. La combinación deposición por Langmuir–Blodgett (L-B) seguida de la reducción de oxido de grafito presenta varias ventajas para la obtención de películas finas en gran escala. Por una parte, la técnica de L-B permite sintetizar estructuras 2D sobre distintos sustratos con gran precisión en cuanto a su espesor (desde monocapas) y composición (multicapas de distinta naturaleza química). Por otra parte, la técnica de reducción térmica de GO presenta la ventaja de ser económica, un método “seco” que no requiere del uso de reactivos, de posible adaptación a procesos de producción en serie y fácilmente escalable. El objetivo del presente trabajo es estudiar métodos de deposición de películas de GO empleando la técnica de L-B y posteriormente producir la reducción de la película obtenida empleando distintos métodos térmicos para obtener el oxido de grafito reducido (RGO). Finalmente, y con el objetivo de caracterizar el RGO obtenido por los distintos métodos, las estructuras obtenidas son caracterizadas mediante espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS) con resolución espacial nanométrica, micro-Raman y microscopía de fuerza atómica (AFM). El GO se sintetizó mediante el método de Hummers y Offeman , y fue purificado por tratamiento con EDTA a fin de eliminar cationes metálicos producto de la síntesis, seguido por diálisis contra agua ultra pura durante 10 días y finalmente centrifugado a 4000 r.p.m. durante 30 min. El GO sintetizado se depositó sobre Si(100) empleando la técnica de Langmuir–Blodgett. Posteriormente, los depósitos fueron analizados en la línea ANTARES del Sincrotrón SOLEIL (Francia), adonde se estudió la evolución in-situ durante un tratamiento térmico en ultra alto vacío y en presencia de hidrógeno. Los datos de XPS muestran claramente que en ambos casos existe una disminución del contenido de oxígeno durante el tratamiento. Del análisis de los espectros Raman se puede apreciar una clara disminución de la banda D (1620 cm-1) asociada a sitios defectuosos de la red (carbono hibridizado sp3). Finalmente, se estudió el espesor de las láminas de GO previo y posterior al tratamiento (RGO), encontrándose para una lámina de RGO un espesor de 0,37 +-0,05 nm, un espesor cercano al esperado para una única lámina de grafeno. El conjunto de datos experimentales demuestra: por una parte la posibilidad de realizar depósitos de GO por L-B y por la otra la eficiencia del proceso de reducción térmico para producir RGO con un nivel bajo de defectos. Este método de producción tiene gran potencial debido a que abre la posibilidad de sintetizar desde monocapas hasta multicapas de distinta composición química sobre una gran variedad de sustratos, permitiendo así la preparación de películas delgadas sobre sustratos conductores rígidos y flexibles.