Crecimiento y caracterización de películas delgadas de Sn1-xFexO2 obtenidas por pulverización catódica (sputtering) y su aplicación como sensor de GLP - Alvarez Solis, Maria Del Carmen (2021)
Se crecieron exitosamente películas delgadas y gruesas de Sn1-xFexO2, con x=0.00; 0.01; 0.02; 0.03; 0.04 y 0.05 por el método de pulverización catódica por corriente directa (sputtering). Las películas fueron depositadas durante 4 horas sobre sustratos de vidrio y silicio. El blanco metálico de Sn fue utilizada para el crecimiento de la película de SnO2 y los blancos metálicos de Sn/Fe fueron usadas para los crecimientos de las demás películas. Luego de crecidas, todas las películas fueron tratadas térmicamente a 500 °C en ambiente de aire por un periodo de 2 horas. La caracterización estructural por difracción de rayos-X, muestran una fase cristalina de tipo rutilo y una estructura tetragonal, sin evidencias de fases secundarias por la presencia del Fe. Por el método de Rietveld, se calcularon los parámetros de red y tamaño del cristalito, observándose que el tamaño del cristalito disminuye con el aumento de la concentración de Fe. Medidas ópticas obtenidas por Espectroscopia Ultravioleta Visible y aplicando el método de Tauc, mostraron que con el aumento de la concentración de Fe, el gap óptico tiende a aumentar. Medidas por Microscopía Electrónica de Barrido muestran un crecimiento de la películas delgadas en forma columnar. Con el mismo método, se determinó el grosor de las películas. Medidas de Microscopía de Fuerza Atómica, muestran superficies granulares con un ligero aumento de la rugosidad al variar la concentración de Fe. Las medidas eléctricas fueron realizadas para obtener la resistencia superficial. Los portadores de carga fueron obetnidos por medidas Hall. Se observó un cambio en el tipo de semiconductor con la presencia del Fe, es decir un cambio de tipo-n (SnO2) para tipo-p (Sn1-xFexO2), se continúa estudiando este efecto. Medidas magnéticas mostraron que a bajos campos magnéticos existe un comportamiento ferromagnéticos y a alto campo magnético un comportamiento diamagnético. Por último, se realizaron medidas de sensibilidad a la presencia del gas Licuado de Petroleo (GLP). La película de SnO2 muestran propiedades sensoras, cuando se varia la temperatura del sensor (80 a 300 °C). Medidas de sensibilidad a GLP a temperatura ambiente, muestra que para películas de SnO2, la sensibilidad es del orden de 1.01 y para el Sn0.99Fe0.01O2 fue del orden de 1.00. La repetibildad de estas medidas también fueron realizadas durante ocho días consecutivos, obteneindo resultados muy cercanos, lo que indica que hubo deterioro en ambas películas durante los proceso de pruebas.