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Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid - Materials Science ...

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1. Adsorción <strong>de</strong> moléculas sobre<br />

superficies<br />

Palabras clave: moléculas, estructura atómica,<br />

adsorción<br />

El estudio <strong>de</strong> la interacción <strong>de</strong> distintas moléculas con<br />

las superficies <strong>de</strong> materiales es un tema <strong>de</strong> gran importancia<br />

tecnológica tanto para el diseño y fabricación <strong>de</strong><br />

sensores <strong>de</strong> gases como para compren<strong>de</strong>r el funcionamiento<br />

<strong>de</strong> catalizadores. Nosotros preten<strong>de</strong>mos mo<strong>de</strong>lizar<br />

estos procesos mediante el estudio <strong>de</strong> la adsorción<br />

controlada <strong>de</strong> moléculas sobre superficies monocristalinas.<br />

Así buscamos la geometría y el sitio <strong>de</strong><br />

adsorción <strong>de</strong> la molécula y compren<strong>de</strong>r como se modifican<br />

las propieda<strong>de</strong>s electrónicas <strong>de</strong>l material cuando<br />

se absorben sobre ellos distintas moléculas tanto inorgánicas<br />

como orgánicas. Hasta ahora estudiábamos la<br />

adsorción molecular <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> equipos <strong>de</strong> vacío, en<br />

este año hemos comenzado a estudiar la adsorción <strong>de</strong><br />

moléculas <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> una solución. En concreto hemos<br />

comenzado estudiando la adsorción <strong>de</strong> oxido nítrico<br />

sobre la superficie <strong>de</strong>l Pt(111). Las técnicas empleadas<br />

para su caracterización son <strong>de</strong> dos tipos, por una parte<br />

electroquímica mediante el voltamograma y por otra<br />

parte técnicas <strong>de</strong> análisis <strong>de</strong> superficies, como espectroscopía<br />

<strong>de</strong> fotoemisión (XPS) y microscopía túnel<br />

(STM), así como difracción <strong>de</strong> rayos X rasante realizada<br />

in-situ, <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> una celda electroquímica en el sincrotrón<br />

ESRF.<br />

1. Adsorption of molecules on surfaces<br />

Keywords: molecules, adsorption, atomic structure<br />

The study of the interaction of different molecules with<br />

surfaces is of a great importance for gas sensor <strong>de</strong>signing<br />

and for the un<strong>de</strong>rstanding of the catalytic processes.<br />

Our objective is to mo<strong>de</strong>l the molecular adsorption,<br />

<strong>de</strong>sorption and reaction processes on well <strong>de</strong>fined<br />

surfaces. Our studies are forwar<strong>de</strong>d to find out the<br />

molecular structure and the electronic changes induced<br />

in the material for the presence of a molecular adsorbed<br />

layer. We have studied until now the adsorption<br />

process in vacuum environment. This year we have started<br />

to study the adsorption process from a solution. In<br />

particular we have studied the adsorption of nitric<br />

oxi<strong>de</strong> on Pt(111). We have used for its characterization<br />

both electrochemical and surface science related techniques,<br />

as cyclic voltammetry, X-Ray photoelectron<br />

spectroscopy (XPS), scanning tunneling microscopy<br />

(STM) and surface X-Ray diffraction performed in-situ,<br />

(liquid environment) at the synchrotron facility ESRF.<br />

2. Caracterización morfológica <strong>de</strong><br />

películas <strong>de</strong>lgadas <strong>de</strong> ZnO crecidas por<br />

MOCVD<br />

Palabras clave: ZnO, microscopía <strong>de</strong> fuerzas atómicas,<br />

caracterización morfológica<br />

La obtención <strong>de</strong> monocristales <strong>de</strong> ZnO <strong>de</strong> gran tamaño,<br />

su utilización como substratos, ventanas ópticas etc,<br />

comienza por preparar y caracterizar películas <strong>de</strong>lgadas.<br />

En el grupo <strong>de</strong>l Prof. V. Muñoz (Universidad <strong>de</strong><br />

Valencia) se pue<strong>de</strong>n obtener dichas películas mediante<br />

la técnica <strong>de</strong> <strong>de</strong>posición química en fase gaseosa a partir<br />

<strong>de</strong> la <strong>de</strong>scomposición <strong>de</strong> compuestos organometálicos,<br />

MOCVD. Nuestra aportación es la aplicación metodológica<br />

<strong>de</strong> la microscopía <strong>de</strong> fuerzas atómicas para la<br />

<strong>de</strong>terminación <strong>de</strong> la morfología y profundizar en la<br />

comprensión <strong>de</strong> los mecanismos <strong>de</strong> crecimiento.<br />

Determinando y cuantificando la rugosidad superficial y<br />

tamaño <strong>de</strong> grano. La caracterización estructural completa<br />

incluye medidas <strong>de</strong> difracción <strong>de</strong> rayos X, microscopía<br />

óptica e interferometría Nomarski y microscopía<br />

electrónica <strong>de</strong> barrido. La caracterización <strong>de</strong> propieda<strong>de</strong>s<br />

físicas se centrará en medidas <strong>de</strong> transporte eléctrico<br />

y ópticas: absorción y fotoluminiscencia. La correlación<br />

<strong>de</strong> la caracterización con las técnicas <strong>de</strong> crecimiento<br />

cristalino permitirá avanzar en la mejora y control<br />

<strong>de</strong> los métodos utilizados.<br />

2. Morphological characterization of ZnO<br />

thin films grown by MOCVD<br />

Keywords: ZnO, atomic forces microscopy (AFM), morphologic<br />

characterization<br />

To obtain large monocrystals which can be used as<br />

substrates, optical windows etc, needs of previous<br />

growth and characterization of thin films. The group of<br />

Prof. V. Muñoz (Universidad <strong>de</strong> Valencia) has the capability<br />

to prepare them by Metal Organic Chemical Vapor<br />

Deposition (MOCVD). Our contribution is to methodologically<br />

apply the atomic force microscopy to <strong>de</strong>termine<br />

the morphology as well as to try to un<strong>de</strong>rstand the<br />

growth mechanisms. We <strong>de</strong>termine and quantify the<br />

surface roughness and grain size. The complete structural<br />

characterization inclu<strong>de</strong>s X-ray diffraction measurements,<br />

optical microscopy and Nomarski interferometry<br />

and scanning electron microscopy. The physical<br />

properties characterization is based on transport and<br />

optical measurements: absorption and photoluminescence.<br />

The feedback with the crystal growth techniques<br />

would allow improve the control of the methods<br />

applied.<br />

Proyectos:<br />

Caracterización morfológica y estructural <strong>de</strong>l ZnO por AFM. Código: MAT2001-2920-C03-02, Período: 28/12/2001 - 27/12/2004,<br />

Fuente <strong>de</strong> financiación: MCyT, Importe total (euros): 40.868,81, Investigador Principal: Ocal García, C.<br />

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