Laboratorio de Microscopia
Profesor responsable
Dr. Andrés Iván Oliva Arias
Líneas de Investigación
Capas delgadas de materiales semiconductores (ZnS, ZnO) depositados por baño químico para aplicaciones solares.
Metodologías para determinar las propiedades físicas (mecánicas, térmicas, ópticas y eléctricas) de metales y sus aleaciones con espesores nanométricos (<100 nm).
Materiales compuestos polímero/nanotubos de carbono.
Desarrollo de Instrumentación científica.
Área de Investigación: Física de Estado Sólido, Ciencia de los Materiales, Propiedades Físicas de Nanomateriales.
Actividades que se realizan:
Preparación y caracterización de capas nanométricas de metales y sus aleaciones y semiconductores por las técnicas de evaporación, rf-sputtering y depósito por baño químico.
Elaboración de diagramas de formación de especies y de curvas de solubilidad para el depósito de capas delgadas de ZnS y ZnO por baño químico.
Desarrollo de instrumentación científica como elementos de apoyo a la de infraestructura de laboratorio. (Cámara de evaporación térmica, cámara de depósito por sputtering, Máquina universal para prueba de tensión, Sistema de medición de resistividad por cuatro puntas colineales, máquina para pruebas de tensión cíclica (fatiga), brazo mecánico para elevación de una cámara de depósito, horno de vacío para tratamientos térmicos, dispositivos de orientación de nanotubos de carbono).
Medición de propiedades ópticas UV-Vis (absorbancia, transmitancia, energía de banda prohibida).
Medición de propiedades termo-resistivas y piezo-resistivas en nanocapas de metales y sus aleaciones (coeficiente térmico resistivo, factor de galga, coeficiente de dilatación térmica, conductividad térmica).
Medición de propiedades mecánicas de materiales suaves (polímeros, capas delgadas compuestos con nanotubos de carbono). Esfuerzo de cedencia, esfuerzo de ruptura, módulo de Young).
Acerca del laboratorio
Preparación y caracterización de materiales metálicos y semiconductores en forma de película delgada, mediante técnicas de Microscopía de Efecto Túnel (STM), Microscopía de Fuerza Atómica (AFM), y Microscopía electrónica. Instrumentación Científic.
1. Películas delgadas metálicas: Actualmente se tiene en desarrollo un proyecto apoyado por el CONACYT-México 38480-E (2002-2004) para estudiar las propiedades térmicas y eléctricas de películas delgadas metálicas (oro, aluminio y cobre) que se utilizan en la industria microelectrónica.
Se depositan por evaporación térmica sobre diferentes sustratos (vidrio, silicio y mica) y con diferentes espesores y se caracterizan haciéndoles pasar diferentes valores de corriente eléctrica a través de electrodos.
Para la caracterización eléctrica se cuenta con la técnica de cuatro puntas usando equipos interfaseables via HP-IB. Para la caracterización de propiedades con microscopios de alta resolución (AFM, SEM y STM), así como difracción de rayos x.
Se estudian los coeficientes de resistividad eléctrica, la resistividad eléctrica, los coeficientes de dilatación térmica y los esfuerzos ocasionados por el paso de la corriente, como función del espesor y del sustrato utilizado.
2. Películas delgadas semiconductoras: Se estudia el sulfuro de cadmio (CdS), compañero ideal del CdTe, como semiconductor que filtra parte del espectro que daña a la celda solar. El semiconductor se prepara en forma de película delgada por la técnica de depósito químico por dos modalidades: agitación magnética y vibración ultrasónica.
Se caracterizan sus propiedades ópticas, morfológicas, eléctricas y estequiométricas con un espectrófotómetro que trabaja entre 300 y 800 nm, un sistema de van der Pauw-Efecto Hall y la técnica de Auger.
Se estudian las interfases CdS/sustrato y CdS/CdTe para evaluar las propiedades eléctricas en futuras aplicaciones de celda solar en forma de película delgada.
Esta línea de investigación se realiza con la colaboración de Dr. Juan Luis Peña Chapa, Dr.Román Castro Rodríguez, Dr Rodrigo Patiño, Dra. Patricia Quintana y Dr. Pascual Bartolo Pérez investigadores del mismo departamento.
3. Modelos de escalamiento dinámico: Se utilizan y desarrollan modelos matemáticos para interpretar el proceso de crecimiento de las películas, basados en los datos verticales que se obtienen de las imágenes de AFM/STM. En este proyecto se cuenta con el apoyo internacional del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) del CSIC, España.
Personal del laboratorio:
Ing. Emilio Corona Hernández. Diseño y fabricación de equipos mecánicos. Medición de propiedades mecánicas.
M.C. Edgar Mauricio Romero. Electrónica e interfaseo de equipos. Manejo del microscopio de fuerza atómica.
Microscopio de fuerza atómica |
Espectrofotómetro. |
Cámara evaporadora libre. |
Horno de Recocido. |
Máquina universal para películas delgadas. |
Cámara de pulverización catódica |