Repositorio Institucional UNSA
2017
CONSTRUCCIÓN DE UN EQUIPO DIP COATING, DEPOSICIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE PELICULAS DE SnO2 POR LA TECNICA DE RECUBRIMIENTO POR INMERSIÓN
YESSY BERTHA GUILLÉN BACA

RESUMEN

Con el fin de estudiar diferentes aplicaciones en la tecnología de películas delgadas, se construyó un equipo para la obtención de películas, en nuestro caso de SnO2.

Esta tesis incluye el diseño del equipo, construcción mecánica, construcción electrónica, software, pruebas de funcionamiento, preparación de solución, preparación de muestras, recubrimiento de películas, tratamiento térmico y caracterización del material obtenido. El equipo de Dip-Coating construido en la escuela de Física fue diseñado tomando como referencia el equipo comercial Nadetech Dip-Coater ND-DC (Nadetech Innovations, 2016) porque los costos de adquisición, operación y mantenimiento son elevados.

La solución de SnO2 preparada con el método de precursores poliméricos que fue preparada en los laboratorios de la Universidad de Brasilia proporcionado por el Dr. Fermín Herrera (Herrera, 2011).

Se hizo la preparación de los sustratos (lámina de vidrio rectangular de color transparente) con ácido clorhídrico (HCl) y agua destilada.

La extracción de las películas en la solución se realizó a una velocidad de inmersión de 0.82 mm/s y una velocidad de extracción de 0.08 mm/s y temperatura de pre secado para todas las muestras de 60°C. Para aislar contaminantes del ambiente con los recubrimientos que se estén realizando se ha construido una caja de acero y vidrio para proteger la solución en los procesos a realizar.

Se hicieron muestras con 10 y 23 inmersiones con tratamientos térmicos a 300, 400, 500 y 600°C durante una hora por muestra.

Las medidas de difracción de rayos X muestran la formación de una única fase tetragonal tipo rutilo en todas las muestras observándose una disminución de la largura a media altura por el número inmersiones y temperatura de tratamiento. La película con mejores características en los picos formados es en la de 23 inmersiones con tratamiento térmico de 500ºC.

En el análisis por fluorescencia de RX se observa el Sn en el material en todas las películas.

También analizaron las muestras por Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y se observan ligeros figuras geométricas en los cristales depositados porque las capas depositadas sobre el sustrato son muy delgadas. Entonces se puede notar que el Equipo Dip Coating construido es útil para seguir haciendo deposiciones de películas delgadas para diferentes aplicaciones, con  diferentes sustratos y soluciones.

ASPECTOS GENERALES

Se ha diseñado y construido un Equipo de Dip Coating que se usó para la deposición de películas delgadas. El equipo cumple con los requerimientos necesarios para las funciones de inmersión y extracción de los sustratos en la solución determinada. Tiene diferentes características de funcionamiento donde se controla la velocidad de inmersión y extracción, temperatura de pre secado,  cantidad de inmersiones a su vez cuenta con tres sujetadores que permite realizar
tres muestras simultáneas.

 

El diseño de nuestro equipo está basado en equipos comerciales, como el Nadetech Dip-Coater ND-DC, mostrado en la figura 8, que tiene un rango de movimiento vertical de 75, 150 o 300 mm, lo que lo hace ideal para la inmersión de los sustratos en un rango de tasas de sumersión, que ofrece una versatilidad de establecer las secuencias de inmersión. El equipo se acompaña de una  interfaz intuitiva y fácil de usar, software basado en Windows para la programación de las secuencias de inmersión (Nadetech, 2016).