Estudio de cambios de fase en el ZrO2 para películas delgadas mesoporosas altamente ordenadas de ZrO2-SiO2 soportadas sobre FTO usando técnicas de luz sincrotron

LEANDRO ANDRINI; PAULA C. ANGELOMÉ; GALO J. A. A. SOLER-ILLIA; FÉLIX G. REQUEJO

Tandil

Congreso; XV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2007

El ZrO2 es un material muy estudiado, más allá de su interés principal en el campo de los materiales cerámicos. Se ha revelado como un importante componente en la conversión catalítica, en sensores de oxígeno y como pasivador químico de superficies [1] por lo que existe un gran interés en comprender detalladamente sus propiedades electrónicas y estructurales desde distintas metodologías experimentales y de cálculo. En este trabajo se investigaron los cambios estructurales y electrónicos en películas delgadas de óxido de ZrO2-SiO2 soportado sobre FTO, en función de los diferentes porcentajes de ZrO2 presente en cada film (10, 20, 80 y 90 %). Se realizaron experimentos de absorción de rayos X en la región cercana al borde de absorción (XANES) en los bordes de absorción K del Si, K, L2 y L3 del Zr (Sincrotrón LNLS, Campinas, SP Brasil). La técnica XANES (X-ray Absorption Near Edge Spectroscopy) resulta óptima para estudiar las simetrías y las estructuras morfológicas locales, estados de oxidación promedio, densidad de estados desocupados e hibridizaciones. Se sabe que el ZrO2 puede formar fases cúbica, tetragonal y monoclínica, u ortorrómbica a alta presión [2]. Estudiando la separación de los niveles de energía de la transición 2p3/2 4d se observa que el ZrO2 presenta un cambio de fase de una estructura cúbica a una estructura tetragonal, a la vez que cambia la intensidad de línea blanca para los bordes de absorción L2 y L3 del Zr, lo cual es indicativo de una modificación en el grado de ocupación de sus niveles desocupados (d-hibridizados con el oxígeno). Estos cambios también son observados en la línea blanca del borde de absorción K del Si, donde hay una mayor densidad de huecos para porcentajes menores de ZrO2 presente en la película mesoporosa.