Síntesis y caracterización de películas delgadas de sulfuro de plomo PbS mediante baño químico y nanopartículas de calcogenuros de molibdeno

Abstract

En esta investigación se estudian películas delgadas de PbS y NPs de sulfuro de molibdeno, selenuro de molibdeno y teleruro de molibdeno en solución coloidal. Se presentan como aportaciones, una nueva formulación para obtener películas delgadas de PbS y cuatro nuevas formulaciones para obtener NPs de calcogenuros de molibdeno. El nuevo proceso de síntesis para la obtención de las películas delgadas de PbS se basa en los precursores PEI, nitrato de amonio, iones azufre e iones plomo, usando la técnica de CBD. Se utilizaron tres diferentes formulaciones. La primera, F1-PbS, con base en TEA; la segunda formulación F2-PbS, utilizando PEI en lugar de TEA y finalmente, la nueva formulación que llamamos F3-PbS, en la cual se tiene una combinación de PEI con NH4(NO3) como agentes acomplejantes. La composición química de las películas se identifica mediante las técnicas de caracterizaciones de los equipos XPS, EDS-SEM y EDS-TEM, las propiedades ópticas se midieron mediante espectrofotometría UV-Vis en solución coloidal, la morfología superficial por SEM, la identificación de los índices de Miller se hace mediante la respuesta DRX y se corroboran con las obtenidas a partir del análisis de imágenes del TEM. Se realizaron estas caracterizaciones para cada una de las 3 distintas formulaciones de PbS las cuales fueron identificadas con el material Galena cúbica. Las nuevas formulaciones de calcogenuros de molibdeno se basan en los precursores peróxido de hidrógeno, rongalita, PEI, iones azufre e iones molibdeno. En esta parte se obtuvieron NPs de sulfuros de molibdeno: MoS2 (fase romboédrica), MoS2 (fase hexagonal) y Mo3S4 (fase romboédrica); NPs de selenuro de molibdeno: Mo15Se19 (fase romboédrica) y Mo9Se11 (fase hexagonal) y NPs de Teleruro de molibdeno Mo3Te4 (fase romboédrica). Las NPs de MoxZy fueron sintetizadas de la siguiente manera: para la formulación MoxZy-F1 se utiliza el agente acomplejante H2O2, mientras que para el MoxZy-F2 la Rongalita y para los tres siguientes MoxZy-F3, MoxZy-F4 y MoxZy-F5 se utiliza la PEI. Las estructuras cristalinas de estas NPs fueron identificas mediante el análisis de las micrografías obtenidas a partir del análisis de TEM. El estudio composiciones químicas se hizo mediante EDS-TEM y XPS.