Síntesis y caracterización de películas delgadas de óxido de magnesio (MgO) obtenidas por el método de deposición en baño químico

Abstract

Tesis de maestría en ciencia de materiales. En este trabajo se desarrolló un método para la síntesis de películas delgadas de óxido de Magnesio (MgO) a partir del procedimiento ampliamente conocido de deposición en baño químico. El método consistió de dos etapas, en la primera etapa se sintetizaron películas de hidróxido de magnesio; posteriormente, en una segunda etapa se realizó un tratamiento térmico, cuya temperatura de horneado se determinó por análisis termogravimétrico. Esta técnica permitió conocer a que temperatura el Mg(OH)2 presenta pérdida de masa y si esa pérdida de masa estaba relacionada con la conversión de hidróxido a óxido de magnesio, se discute un posible mecanismo para esa conversión. El resultado del tratamiento térmico de las películas de Mg(OH)2 fue la obtención de películas de MgO con excelente homogeneidad y adherencia en el sustrato, ya sea vidrio o cuarzo. Las características físicas y las propiedades estructurales, ópticas y eléctricas de las películas de Mg(OH)2 fueron a la vista traslúcidas de color blanco, mientras que los espectros de rayos X arrojaron una estructura cristalina hexagonal Brucita. La morfología se analizó por micrografías SEM y se observó que está formada por nanoparedes de ̴ 10 nm de espesor, mientras que el ancho de banda prohibida (Eg) fue determinado con espectroscopia de absorción y se encontró un valor de Eg=4.78 eV. La medición de las propiedades eléctricas arrojaron un valor para la conductividad de 10−8Ω−1cm−1. Después del tratamiento térmico, las películas delgadas de Mg(OH)2 se convirtieron en películas delgadas de MgO. Al igual que las películas de Mg(OH)2, las películas de MgO fueron traslúcidas de color blanco, pero ahora con estructura cristalina cúbica centrada en las caras Periclase. La morfología de ambas películas fue similar; a diferencia de las nanoparedes de las películas de MgO que son más porosas. Se determinó un valor de Eg=5.33 eV y una conductividad de 10−8Ω−1cm−1.