Resumen

Se prepararon y caracterizaron películas de TiO₂ sobre sustratos de vidrio por el método SILAR (del inglés Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction, adsorción y reacción iónica en capas sucesivas). La preparación consistió en una inmersión sucesiva y alternada de los sustratos en una solución precursora y en agua destilada a 353 K durante 150 ciclos. Se hicieron crecimientos a dos condiciones de la solución precursora, la que contenía TiCl₃ y NH₂CONH₂: a temperatura ambiente y a 343 K. Después de los crecimientos, las películas se trataron térmicamente a 723 K durante dos horas. En relación con la caracterización, las muestras fueron estudiadas empleando XRD, SEM y UV-Vis. Los resultados de la caracterización estructural mostraron que las películas, en general, presentaron una estructura cristalina amorfa excepto aquellas que crecieron con solución precursora a 343 K y que fueron tratadas térmicamente después del crecimiento, las que presentaron la fase cristalina anatase. En cuanto a la morfología, se observó una estructura granular y una distribución aleatoria tipo flores cuyos tamaños de grano no cambiaron significativamente con el tratamiento térmico. El estudio óptico se llevó a cabo teniendo en cuenta una transición indirecta permitida, lo que permitió determinar una energía de la brecha prohibida alrededor de 3.1 eV; este valor, típico para TiO₂, disminuyó con el tratamiento térmico, lo que es común para este tipo de películas.

INTRODUCCIÓN

El dióxido de titanio (TiO₂) es un material de gran interés tecnológico debido a sus excelentes propiedades químicas, eléctricas y ópticas, tales como su no toxicidad, su amplia energía de banda y su transparencia en la luz visible, sus buenas propiedades aislantes, su alto índice de refracción y su estabilidad electroquímica [1], entre otras, que pueden ser utilizadas en una amplia gama de aplicaciones. El dióxido de titanio se ha utilizado en aplicaciones de fotocatálisis, fotovoltaicas y de detección de gases, entre otras, [2-5] y en el campo de las energías alternativas donde los electrodos porosos de TiO₂ se utilizan en células solares sensibilizadas por colorantes (DSSC) debido a su alta eficiencia de conversión [6]. Sin embargo, las posibilidades de uso de este material en las aplicaciones mencionadas anteriormente están muy relacionadas con su coste de producción y sus prestaciones. Por lo tanto, la búsqueda de tecnologías de producción de bajo coste es un factor importante para el desarrollo futuro de estas aplicaciones [7].

La mayoría de los métodos conocidos de producción de películas finas se han aplicado en la síntesis de películas de TiO₂, utilizando diferentes métodos como el sputtering por magnetrón [20], el proceso sol-gel [8], la electrodeposición [9-10], la deposición en baño químico y su versión modificada, el método SILAR (Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction) [11-16]. 

• Materias:Transferencia de sustancias Temperatura Relación energía - Producción
• Subjects:Substance transfer Temperature Energy relationship - Production
• Palabras claves:TiO2, anatase, SILAR, XRD, SEM, UV-Vis.
• Keywords:TiO2, anatase, SILAR, XRD, SEM, UV-Vis.