Estabilidad Térmica de hexanotiol sobre Au(100) y (111)

L. J. CRISTINA; G. RUANO; D. GRUMELLI; F. LOBO; P. CARRO; R. C. SALVAREZZA; J. FERRÓN

Villa de Merlo, San Luis

Congreso; 100ª Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina; 2015

El crecimiento de monocapas auto-ensambladas (SAMs) de moléculas tioladas se ha convertido en la vía más simple y eficiente para la funcionalización de todo tipo de topografías de un sustrato: monocristalino, policristalino y nanopartículas. Las SAMs sobre superficies planas de Au son ampliamente utilizadas como bloques de construcción en la fabricación de diferentes tipos de dispositivos mediante procesos bottom-up, mientras que las nanopartículas de Au (AuNPs) recubiertas con tioles son prometedores materiales debido a su gran variedad de aplicaciones en biología, medicina, catálisis y electrónica. Típicamente las morfologías de las AuNPs están dominadas por diversas fracciones de planos {111} y {100} dependiendo de su tamaño y de las condiciones termodinámicas a las que están sujetas. Por lo tanto, se evidencia la necesidad de evaluar los procesos de adsorción y desorción de tioles en ambas caras cristalográficas del Au, (111) y (100), ya que los resultados que se obtienen en ambos casos son complementarios y permiten realizar una aproximación unificada del problema.En vista de los importantes avances tecnológicos basados enSAMs de tioles sobre superficies de Au, la estabilidad térmica de las SAMs y la búsqueda de nuevas estrategias capaces de reducir o eliminar la degradación de las mismas constituyen un punto fundamental en el campo de la nanotecnología. Estudios previos han reportado que los tiolatos en las superficies de Au pueden: desorber asociativamente como disulfuros, desorber molecularmente como tioles, desorber como iones tiolato o descomponerse por ruptura del enlace C-S. Entre los factores que gobiernan el mecanismo de desorción de estas moléculas se encuentra: el grado de cubrimiento molecular, la estructura molecular y lalongitud de la cadena alquílica. En función de lo expuesto, en este trabajo se estudia la estabilidad de las SAMs de alcanotioles (R-SH) formadas a partir de una solución en las caras (100) y (111) de monocristales de Au, mediante fotoemisión de electrones excitados por rayos X (XPS). Se propusieron dos tipos de experimentos: 1) se siguieron las señales de S2p y Au4f (qSAM) de las especies quimisorbidas como fisisorbidas en función del tiempo a temperatura ambiente en una cámara de UHV, y 2) se siguieron estas señales en función del tiempo calentando la muestra a una temperatura determinada de manera controlada en la cámara de UHV. El análisis de estos datos no sólo permitirá evaluar el cubrimiento superficial de SAMs (qSAM) de especies de S en función del tiempo y de la temperatura, sino también la posible interconversión de especies si es que estas permanecen fisisorbidas en la interfaz SAM-sustrato. Se propondrán modelos que expliquen los mecanismos de desorción de estas monocapas y se buscará obtener información sobre la cinética de desorción y la energía de activación para la desorción térmica. De esta forma, se buscarán mecanismos que permitan aumentar y controlar la estabilidad de estas SAMs para futuras aplicaciones tecnológicas.