Nanoestructuras de ZnO obtenidas mediante deposición electroforética

REAL, SILVINA; ESPÍNDOLA, OMAR; MARIN, OSCAR; COMEDI, DAVID; TIRADO, MONICA

San Miguel de Tucumán

Congreso; 101º Reunión Nacional de Física, Asociación Física Argentina; 2016

Asociación Física Argentina

El potencial de la nanotecnología depende sensiblemente de la habilidad de manipular átomos y nanopartículascon la mayor versatilidad posible durante el proceso de fabricación de las nanoestructuras, resultando la técnicade Deposición Electroforética (EPD) una herramienta muy valiosa que no exige equipos sofisticados, lo que constituye una enorme ventaja para su aplicación en el desarrollo de dispositivos de nanotecnología de bajo costo. El método de EPD se basa en la aplicación de un campo eléctrico adecuado que mueve las nanopartículas cargadas dispersas en una suspensión coloidal hacia un electrodo de carga opuesta (sustrato), permitiendo de esta manera el moldeado de nanoestructuras y la obtención de formas y razones de aspectos diversos a través de un diseño cuidadoso de la geometría de los electrodos y la variación de los parámetros de la deposición (tiempo de deposición, intensidad de campo eléctrico, separación entre los electrodos, etc.). En este trabajo se fabrican suspensiones coloidales de nanopartículas de ZnO dispersas en iso-propanol mediante el método de Bahnemann [1]. Estas suspensiones son caracterizadas mediante propiedades fisicoquímicas (conductividad, pH, viscosidad,densidad, potencial Zeta, etc.), morfológicas (microscopia electrónica de barrido SEM, microscopia electrónica de transmisión TEM), composición estequiométrica (EDS, RX, etc.) y ópticas (absorbancia, fotoluminiscencia,etc.). Estas últimas permiten determinar diámetro promedio y distribución de diámetros de las nanopartículas. Luego mediante la utilización de estas suspensiones se fabrican nanoestructuras de ZnO a partir de la técnica de EPD. Para lograr este objetivo fue necesario el diseño y optimización de diversas celdas electroforéticas a fin de controlar la direccionalidad y la intensidad del campo eléctrico aplicado, para obtener nanoestructuras con espesor y morfología deseada. Finalmente, se obtuvieron dos tipos de nanoestructuras: films delgados y nanohilos, en los que se varió sistemáticamente los diferentes parámetros de deposición. Los sustratos usados para la fabricación de nanohilos son de Si en los que se depositan nanoislas de Au mediante sputtering para inducir un empaquetamiento ordenado de las nanopartículas con dirección preferentemente vertical al sustrato dando origen a los nanohilos. Las muestras obtenidas fueron caracterizadas mediante SEM, EDS y fotoluminiscencia [2]. El crecimiento de nanohilos semiconductores a temperatura ambiente posee un gran interés industrial debido a que minimiza costos de producción comparado con las técnicas convencionales y permite el uso de sustratos que no soportan altas temperaturas, tales como polímeros.[1] Preparation and Characterization of Quantum Size Zinc Oxide: A Detailed Spectroscopic Study, D. Bahnemann et al, J. Phys. Chem. 91, 3789 (1987). [2] Electrophoretic deposition of ZnO nanostructures: Au nanoclusters on Si substrates induce self-assembled nanowire growth, Claudia Sandoval, Oscar Marin, Silvina Real, David Comedi, Mónica Tirado. Materials Science Engineering B, 187, 21-25 (2014). DOI: 10.1016/j.mseb.2014.04.002