Crecimiento de nanohilos de ZnO utilizando Al como catalizador metálico

C. I. ZANDALAZINI; M. C. ZAPATA; M. VILLAFUERTE; S. PEREZ DE HELUANI

Carlos Paz, Córdoba

Encuentro; NanoCórdoba; 2012

FAN

Actualmente, es bien conocido que los sistemas compuestos por nanohilos (NHs) proveen excelentes condiciones para el estudio de la dependencia de las propiedades físicas de los materiales con la reducción de tamaño. Si bien existen diversas técnicas de fabricación de estos sistemas nanoestructurados, una de las más utilizadas es la que considera su crecimiento a partir de la evaporación y subsiguiente condensación del material en cuestión en catalizadores metálicos. Esta técnica de crecimiento es comúnmente denominada vapor-líquido-sólido (VLS), y no sólo permite el crecimiento de los NHs, sino que también posibilita controlar su orientación y tamaño, gracias a la influencia que tienen los clusters catalizadores en dicho crecimiento. En este trabajo, se presentarán estudios morfológicos y de composición de NHs de ZnO crecidos utilizando aluminio como material catalizador. El crecimiento de los NHs se realizó mediante la evaporación de una mezcla (1:1) de polvos de ZnO y de grafito de alta pureza en un horno tubular, por el cual se mantuvo un flujo controlado de Ar y O2, que posibilitó el transporte y posterior condensación del material evaporado en los sustratos convenientemente ubicados. Se utilizaron sustratos de SiO2/Si cubiertos por una capa de Al depositada por sputtering DC, que posteriormente recibieron un recocido en atmósfera de Ar para la formación de los clusters catalizadores. En primer lugar, utilizando las técnicas de microscopía electrónica (SEM equipado con detector EDAX), y difractometría de RX, se estudió la influencia de la temperatura de crecimiento, y posteriormente, se consideró el efecto de la reducción del espesor de Al sobre la cobertura y morfología de los NHs crecidos. Los resultados indicaron que, en relación a la orientación preferencial y la cobertura, la temperatura óptima de crecimiento es de 900°C, se observó además que una reducción o incremento de ésta, provocó notables cambios en la cobertura y dimensiones de los NHs. Manteniendo la temperatura óptima determinada, la reducción del espesor de Al provocó una fuerte reducción en la cobertura de NHs, pero no así sobre las dimensiones de éstos, contrariamente a lo esperado para crecimientos a partir de catalizadores metálicos.