RELACIÓN ENTRE TENSIONES Y DIFUSION EN NANOFILMS DE SnO2

N. E. WALSÖE DE RECA; M. P. POIASINA; V. WITTEMBERG; M. F. BIANCHETTI

Encuentro; IV-Nanocordoba 2017; 2017

Universidad Nacional de Cordoba

Los efectos de la interrelación de la difusión y las tensiones en una red cristalina constituyen un tema importante no sólo desde el punto de vista del estudio básico del proceso sino, también, de las aplicaciones prácticas [1]. Por simples consideraciones geométricas en láminas nanocristalinas se ha llegado a la conclusión de que un número considerable de granos está colocado en la superficie de las mismas y que existe una alta densidad de bordes de grano-BG cuando el tamaño de grano disminuye [1]. Los procesos de difusión (relacionados con la conductividad a través de la ecuación Haven) señalan una difusión atómica aumentada en las nanocerámicas semiconductoras que se emplean para construir sensores de gases y celdas de combustible del tipo MT-SOFC [2 ,3]. La difusión aumentada puede ser interpretada en términos de transporte atómico en las superficies e interfaces (o intercaras) y en los ?corto-circuitos?: BG, agujeros y defectos. En este trabajo, se preparan láminas muy delgadas de SnO2 nanocristalino dopado que se usa para construir sensores de gases y en el DEINSO se trata de aclarar en un amplio programa: a) por qué los diferentes métodos de síntesis son determinantes del tipo de transporte atómico; b) los factores que afectan la difusión aumentada, entre ellos las tensiones que se generan durante la síntesis, c) si la difusión aumentada en materiales iónicos puede ser atribuida a defectos de espacios de carga en las interfaces entre granos y d) si en la difusión en óxidos nanocristalinos (algunos son conductores mixtos) cuando cambia el tamaño de grano también varía el mecanismo de la conducción. En este trabajo, se ha tratado de explicar los ítems a) y b) del párrafo anterior. Se emplearon tres métodos de síntesis de películas delgadas: ?Spray Pyrolysis-SP?, ?Dip-Coating-DC? y ?Spin- coating-SC?. Para proceder a obtener las películas delgadas por SC y por DC es necesario recurrir a un proceso previo de sol-gel, luego se depositan en films delgados que en el caso de SC y DC están constituidos por capas sucesivas (hasta seis capas). La caracterización de las películas permitió determinar por DRX el tamaño de cristalitas (ecuación de Scherrer) y medir las tensiones generadas durante la síntesis por el desplazamiento de los picos del espectro de difracción de rayos X del SnO2 hacia ángulos (Ɵ) menores. Los procesos difusionales se ven afectados por las tensiones (tensión externa). La situación es, a veces, complicada porque algunas tensiones son generadas por la misma difusión (tensión interna). La caracterización permitió también observar la estructura superficial de los films, medir su espesor y determinar la porosidad por SEM.