Towards organic-inirganic hybrid thin films deposited by ALD/MLD

• Autor(a) principal: Schäfer, Christian Martin
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/22267
• topic: Química inorgânica e materiais; Filmes finos; Materiais híbridos orgânicos-inorgânicos; Deposição química de vapor

A técnica de deposição por camada atómica (ALD) permite a deposição de filmes finos em fase de vapor de alta qualidade com um controlo de espessura à nano-escala. No presente trabalho foi demonstrado a deposição de filmes finos de óxido de zinco (ZnO) por ALD de elevada uniformidade em diferentes substratos, incluído nano-estruturas como por exemplo, nanotubos de carbono. Demonstrou-se por difracção de raio-X que o processo de deposição do ZnO originou a formação da estrutura da hexagonal, na fase wurtzite, com uma taxa de crescimento por ciclo de 1.9 Å. A deposição de filmes finos de natureza inorgânica (e.g. óxidos metálicos) por ALD está bem estabelecida contrariamente à emergente deposição por camada molecular (MLD) de filmes finos puramente orgânicos. Actualmente, a combinação de ALD/MLD começa a ganhar importância na criação de estruturas híbridas do tipo orgânica-inorgânicas. Nomeadamente, através da selecção adequada dos precursores, é possível obter diferentes arquitecturas funcionais em forma de filme fino, incluindo nano-laminados, superestruturas e redes metalo-orgânicas (MOFs) nano-porosas. A deposição de MOFs por ALD/MLD surge como uma alternativa para superar as desvantagens dos métodos convencionais de deposição de filmes finos baseados em soluções. Este trabalho contempla também a revisão da literatura no que diz respeito à síntese de este tipo de filmes finos obtidos em fase de vapor. Procedeu-se à reprodução dos resultados da literatura tendo como objectivo a síntese de filmes finos híbridos orgânico-inorgânicos (e.g. MOFs). Numa primeira fase efectuou-se a transformação vapor-sólido de um filme de ZnO crescido por ALD por exposição ao vapor de 2-metilimidazol. Posteriormente usou-se um processo ALD/MLD com o propósito de depositar uma estrutura do tipo zeólito (ZIF-8) a partir da reacção do dietilzinco (DEZ) e o 2-metilimidazol. Finalmente realizou-se a síntese de dois sistemas de filmes finos híbridos com base no ácido tereftálico como precursor orgânico e os seguintes precursores organometálicos: DEZ e Eu(TMHD)3. Para o caso do sistema DEZ/TPA, a formação da ligação Zn-TP nos filmes híbridos, foi observada por espectroscopia de FTIR