Preparacion y caracterizacion de peliculas luminiscentes de hfo2:sm+3

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  • Publicado : 5 de noviembre de 2011
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INTRODUCCION
Actualmente, las aplicaciones más promisorias de los materiales luminiscentes en forma de películas son en lámparas de iluminación, detectores de radiación ultravioleta, pantallas para microscopios electrónicos, osciloscopios, pantallas de computadoras y televisores, señalización luminosa y despliegues visuales planos en general. Para estas aplicaciones, es necesario obtener nuevosy mejores materiales que emitan en los tres colores primarios (azul, verde y rojo) sobre áreas grandes [1]. Es conocido que los elementos de las tierras raras como el terbio, europio y cerio, son hasta ahora los activadores más importantes de la luminiscencia y esto ha dado un gran impulso al estudio de materiales del tipo II-IV, como los óxidos, sulfuros, seleniuros entre algunos que pueden serdopados con dichas tierras raras. La técnica de preparación de películas basada en Rocío Pirolítico es adecuada para el depósito sobre áreas grandes de fácil uso y una de las más económicas.
Hoy en día la investigación sobre el óxido de hafnio ha traído considerablemente la atención debido a sus excelentes propiedades físicas y químicas tales como su alta densidad cristalográfica ( 10 g/cm3),alta estabilidad térmica (2774 ºC) y ancho de banda alto (5.8 eV) [2]. Dichas propiedades lo hace un buen candidato como huésped de elementos de tierras raras. Sin embargo estudios sistemáticos sobre las propiedades luminiscentes de películas de óxido de hafnio activadas óptimamente con tierras raras son prácticamente inexistentes.
De acuerdo a esto, nos hemos propuesto como objetivo principal lapreparación de películas luminiscentes de HfO2 activadas con Samario. Estas películas deberán poseer como características primordiales: buena adherencia al sustrato, estabilidad térmica y uniformidad en sus propiedades ópticas y luminiscentes.

MATERIALES Y METODOS
Las películas se prepararon por la Técnica de Rocío Pirolítico [3]. Los compuestos de partida para preparar las películas deHfO2:Sm fueron HfCl2O.8H2O y SmCl3.6H2O. La concentración molar de la solución de HfCl2O.8H2O fue de 0.07 M y la concentración de Samario (CSm) estuvo entre 1 a 20 % atómico (a/o), en todos los casos se empleó agua desionizada como solvente. Todos los sustratos empleados fueron de Vidrio Corning y las temperaturas de estos sustratos (Ts) estuvieron en el intervalo desde 300 ºC hasta 600 ºC. El gas dearrastre fue aire a un flujo de 8 lpm. El tiempo de deposición del material fue de 5 min para todos los casos. La rugosidad de las películas fue determinada mediante el empleo de un perfilómetro marca Veeco modelo Dektak 3. La composición química de las películas fue medida mediante EDS (Espectroscopia de Energía Dispersiva de rayos X) usando un Oxford Pentafet con una ventana de berilio y undetector de rayos-X integrado en un microscopio electrónico de barrido modelo Stereo-scan 440. La estructura cristalina de las películas fue determinada por Difracción de rayos-X, usando un difractómetro Siemens D-5000 (= 1.5406 Å, CuK).

RESULTADOS Y DISCUSION
La caracterización se realizó en dos etapas, primeramente las películas de HfO2 y posteriormente las películas de HfO2: Sm+3. En lafigura 1 se muestran los difractogramas obtenidos de las películas de HfO2 depositadas a temperaturas comprendidas entre 300 ºC a 600 ºC. Se puede observar que la cristalinidad de la película aumenta cuando se incrementa la temperatura del sustrato, para temperaturas de 300 ºC a 400 ºC el material depositado es amorfo, pero a temperaturas superiores a 400 ºC se observa la presencia de varios picoscorrespondientes a diferentes reflexiones del material. Sin embargo, se puede ver que el material policristalino tiene mayor presencia de la fase monoclínica del HfO2 y con orientación preferencial de los planos .

Figura 1. Patrones de difracción de rayos-X obtenidos de películas de HfO2 preparadas a difrentes temperaturas de sustrato, Ts: 300, 350, 400, 450, 500, 550 y 600 ºC.
Los resultados...
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