Películas delgadas de α-MoO3 preparadas por atomización pirolítica

α-MoO3thin films prepared by spray pyrolysis

En este trabajo se prepararon películas delgadas de trióxido de molibdeno (MoO3) por la técnica de atomización pirolítica. Las películas fueron depositadas sobre sustratos de vidrio y obtenidas a partir de una solución precursora de Heptamolibdato de Amonio Tetrahidratado ((NH₃)₆Mo₇O₂₄4H₂O) 0.1 M. La temperatura del sustrato se mantuvo constante en 400 °C y se varío el volumen de la solución precursora. Las muestras se caracterizaron por difracción de Rayos X (XRD), espectroscopía infrarroja, Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y eléctricamente a través de medidas de resistividad eléctrica en función de la temperatura. Las muestras crecen con estructura cristalina correspondiente a la fase alfa del MoO₃ con dirección preferencial de crecimiento a lo largo de los planos (0k0). Al aumentar el volumen de la solución precursora la superficie de las muestras se vuelve porosa. La resistividad en estas muestras cambia en un orden de magnitud cuando son expuestas a la atmosfera de CO.

1 INTRODUCCIÓN

El trióxido de Molibdeno (MoO₃) es un material que viene siendo utilizado en diversas aplicaciones tecnológicas debido a sus características físicas y químicas. El material ha sido empleado como parte activa en dispositivos electrocrómicos [1], baterías con base de Litio [2], sensores de gas [3] y en otras aplicaciones como fertilizante [4] y retardante de llamas [5]. La aparición de nuevas técnicas de depósito ha permitido producir películas delgadas de trioxido de molibdeno con especiales características morfológicas y eléctricas que podrían expandir el uso del material a otros campos tecnológicos. Películas delgadas de MoO₃ se han producido por evaporación térmica [2], pulverización catódica DC y RF [6], evaporación asistida con laser de CO₂ [7] y métodos químicos como CVD y spin coating [8],[9]. Algunos autores han reportado la posibilidad de utilizar pastillas de MoO₃ para detectar gases como: NO₂, NH₃, CO, CH₄ y SO₂ [10],[11]. Películas delgadas de MoO₃ preparadas por evaporación reactiva mostraron que pueden detectar concentraciones de CO del orden de 10 ppm y de NH₃ del 40 % [12][13] y [14]. Es bien sabido que la morfología de la superficie de las películas delgadas es determinante en los procesos catalíticos y en la utilización del material como detector de gas. En este trabajo se prepararon películas delgadas de MoO₃ por la técnica de spray pirolisis. Las muestras se caracterizaron con espectroscopía IR, rayos X, SEM y se evalua la posibilidad de utilizarlas en la detección de CO a través de cambios en la resistencia eléctrica del material.

2 DETALLES EXPERIMENTALES

Las películas de MoO₃ fueron crecidas por el método de atomización pirolítica partir de una solución de Heptamolibdato de Amonio Pentahidratado ((NH₃)₆Mo₇O₂₄4H₂O).