Caracterización superficial de películas de moléculas orgánicas por XPS

F. A. GUTIERREZ; O. E. LINAREZ PÉREZ; M. D. SANCHEZ; M. LÓPEZ TEIJELO

Salta

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímico y Química Inorgánica; 2009

AAIFQ

La espectroscopía fotoelectrónica de rayos X , XPS, es uno de los métodos de caracterización de superficies más ampliamente utilizado hoy en día. La popularidad de esta técnica deriva del alto contenido de información que suministra y la flexibilidad para ser utilizada en una gran variedad de muestras. La técnica XPS se cataloga dentro de las técnicas analíticas de espectroscopías electrónicas, denominadas de este modo porque se miden electrones, donde el análisis XPS de una superficie puede proporcionar información cualitativa y cuantitativa de todos los elementos presentes, excepto H y He. Es una herramienta de trabajo poderosa ya que permite: identificación de todos los elementos presentes (excepto H, He) en concentraciones mayores al 0.1%, determinación semicuantitativa de la composición elemental de la superficie, información acerca del entorno molecular (estado de oxidación, átomos enlazantes), información sobre estructuras aromáticas o insaturadas a partir de las transiciones Π* → Π, entre otras aplicaciones. Se llevo a cabo una caracterización superficial de monocapas autoensamblas de interés, para lo cual, se realizaron medidas de XPS, mediante el análisis químico de las películas delgadas de moléculas orgánicas. Específicamente, en este trabajo se estudia la funcionalización de superficies metálicas de Au con monocapas de moléculas orgánicas formadas por compuestos heterocíclicos aromáticos que contienen N, COO- o S como grupos funcionales, para lo cual se han estudiado algunas moléculas que pertenecen a la familia de las piridinas modificadas, tales como, la 2-mercaptopiridina (2-MPy), el ácido isonicotínico (INA), y el ácido 2-mercaptonicotínico (2-MNA). En tanto, 2-MPY ha sido utilizada como sistema modelo para la interpretación de los resultados, las películas fueron formadas por inmersión en solución acuosa o etanólica. El objetivo de estos análisis fue el estudio de la composición de las películas orgánicas depositadas sobre un sustrato de Au(111), debido, estas películas o SAMs presentan un comportamiento electroquímica complejo y en consecuencia, obtener información en relación a la naturaleza química y composición elemental de la superficie es de significativa importancia. La deconvolución de las señales se realizó utilizando sustracción de fondo tipo Shirley, utilizando sumas asimétricas de funciones gausianas (30%) ? lorentzianas (70%) y como variables de ajuste el ancho de pico a media altura, el área y el valor de la energía de cada uno de ellos. Se pudo determinar del análisis químico elemental de las superficies, realizando un por un lado un análisis cualitativo indicando qué átomos hay en la muestras, y por otro lado un análisis cuantitativo, donde se pudo determinar en que concentración relativa se encuentran los elementos de mayor relevancia de las muestras. También se analizo el desplazamiento químico, teniendo en cuenta que la posición del máximo de un pico depende del entorno químico del átomo responsable del pico. Por lo cual los valores de las contribuciones van a variar no solo en función del tipo de átomo vecino generando una leve modificación en la posición del pico por enlaces con otros átomos configurando estados químicos diferentes.