Spin Coating technique for obtaining nanometric thin films in the system La0.7Sr0.3MnO3

Uso de la técnica Spin Coating para obtener películas delgadas nanométricas en el sistema La0.7Sr0.3MnO3

Las manganitas en el sistema La_0,7Sr_0,3MnO₃ son de gran interés por su potencial aplicación en celdas de combustibles, almacenamiento de información, sensores de campo magnético, memorias no volátiles, sensores de oxígeno y catalizadores en la oxidación de hidrocarburos ligeros; dada la importancia científica que tiene este material, este trabajo presenta el procedimiento de síntesis y caracterización de películas delgadas de La_0,7Sr_0,3MnO₃. Las manganitas se sintetizaron por el método de Pechini y fueron depositadas por Spin Coating en forma de películas delgadas en sustratos de titanato de estroncio. La cristalinidad de las películas y las fases presentes se estudiaron por difracción de rayos-X (DRX), encontrándose que las películas son de naturaleza policristalina y presentan estructura cúbica simple con contante de red a=3.8653 ± 0,066 Ǻ. La microscopía electrónica de barrido (SEM) muestra una superficie uniforme con buenas características morfológicas, y el espectro EDS medido sobre la misma película mostró consistencia con la relación molar de la perovskita. Se sintetizaron muestras de 2, 4 y 6 capas, obteniendo espesores de 75,10 ± 0,01, 75,02 ± 0,01 y 74,07 ± 0,08 nm por monocapa. Los resultados indican que con este método es posible sintetizar películas de alta calidad cristalina y de tamaño manométrico.

I. INTRODUCCIÓN

Los óxidos de manganeso tipo perovskita son de interés científico debido a sus potenciales aplicaciones en pilas de combustible y almacenamiento de información, y a sus diversas ventajas, como la miniaturización, la larga vida útil y los bajos costes ^[1-7]. La_0.7Sr_0.3MnO₃ (LSMO) es un compuesto que, dadas sus características, es un buen candidato para ser utilizado en sensores magnéticos de campo, memorias no volátiles, sensores de oxígeno y catalizadores en la oxidación de hidrocarburos ligeros [7]. La LSMO pertenece a la familia denominada perovskitas, con fórmula ABO3, donde el catión A ocupa la posición central del cubo; los cationes B, los vértices; y los oxígenos, la posición central de las aristas. En cuanto al oxígeno, el catión A presenta una coordinación dodecaédrica, mientras que el catión B presenta una coordinación octaédrica ^[8,9].

Dos de los métodos más comunes para sintetizar óxidos de manganeso tipo LMSO son el método cerámico, y el método del complejo polimérico (Pechini), que fue desarrollado como una variación del proceso sol-gel. El método cerámico, también conocido como reacción en estado sólido, implica altas temperaturas, largos tiempos de reacción y la síntesis de productos heterogéneos. En cambio, el método Pechini permite preparar materiales puros altamente complejos y homogéneos, así como controlar la estequiometría y la posibilidad de obtener fibras, polvos y películas delgadas de tamaño nanométrico ^[10] que son el objetivo de esta investigación.