Moléculas con complejos…

Mientras que algunos sectores de la tecnología avanzan hacia el uso de materiales híbridos orgánico-inorgánico, como por ejemplo en el desarrollo de celdas solares de 4ta generación (NN13 Greece), el uso de moléculas cada vez más complejas (tanto en tamaño como en variedad y funcionalidad de los grupos que las componen) para abaratar costos y/o mejorar eficiencias (véase la linea temporal de la Figura 1) comienza a ser un desafío. No sólo se trata ya de la estabilidad de dichas moléculas (que como es bien sabido muchos de sus enlaces se degradan progresivamente al ser expuestas a la radiación UV), sino que los científicos aún luchan por conseguir formas fiables de introducirlas en ambientes controlados (fundamentalmente en campanas de ultra alto vacío -UHV-), para luego proceder a su estudio y caracterización electrónica.

 

Figura 1

 

Tradicionalmente, la introducción de moléculas en UHV se realiza a través de la sublimación controlada. En dicha técnica, las moléculas sólidas se colocan en un crucible (un pequeño recipiente que hace las veces de horno) y se calientan a baja presión hasta la sublimación. De esta manera, estos (mal llamados?) evaporadores de moléculas permiten depositarlas sobre los sustratos de interés (distintos monocristales de oro, plata, cobre, óxido de titanio entre muchos muchos otros…) como si de un cañón y su blanco se tratase. El problema con las moléculas más complejas aparece debido a la susceptibilidad de las mismas a descomponerse a temperaturas altas. De esta manera, a mayor masa molecular mayor es la temperatura necesaria para alcanzar la sublimación, y en muchos casos se produce antes la degradación de la molécula de interés.

En nuestra empresa/laboratorio hemos estado tratando de innovar en la resolución de este problema, a través de un concepto poco utilizado en ciencia de superficies, la utilización de solventes…

De esta manera, este mes se ha lanzado el primer sistema de deposición de BihurCrystal, el ALI-1000 (Figura 2). ALI, o Atomic Layer Deposition, es una herramienta versátil para la deposición en ultra-alto vacío (UHV) de moléculas y nanopartículas en solución. Como hemos comentado mas arriba, es de particular interés para la deposición de moléculas grandes o delicadas que no pueden depositarse vía evaporación debido a que se degradan con la alta temperatura.

DSCF2426 copy

Figura 2

El sistema de deposición ALI consta de una válvula utilizada para inyectar pulsos de la solución a la cámara de UHV, y de un sistema de pre-inyección a través del cual se introduce junto con un gas de arrastre, necesario para controlar la presión del proceso. Cuando la solución se inyecta en la cámara, forma un spray de microgotas en las que el solvente va evaporándose a medida que éstas viajan por el vacío hacia la muestra, y el soluto acaba depositándose en la muestra. En la Figura 3 se muestra una imagen1,2 de moléculas de betacaroteno sobre plata (111) que hemos obtenido a través de un microscopio de efecto túnel (STM) operando a temperatura ambiente .

 

Betacaroteno

Figura 3

1 In collaboration with Franz Himpsel and Celia Rogero, NanoPhysics Lab, CFM. Donostia-San Sebastián, Spain, 2016.

2 Manuel Gruber and Richard Berndt, J.Phys.Chem C 120 18642 (2016).


Suscribirse a comentarios Respuestas cerradas, se permiten trackback. |

Comentarios cerrados.


Uso de cookies

Este sitio web utiliza cookies para que usted tenga la mejor experiencia de usuario. Si continúa navegando está dando su consentimiento para la aceptación de las mencionadas cookies y la aceptación de nuestra política de cookies, pinche el enlace para mayor información.plugin cookies