Síntesis y caracterización de películas delgadas de CuS-Nps-CuS para su futura aplicación como indicador de parámetros biológicos - Ornelas Arámbula, Cristian Orlando (Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2018)
El presente trabajo reporta la síntesis de nanopartículas (Nps) y películas delgadas de sulfuro de cobre (CuS) por medio de las técnicas de sol-gel y depósito por baño químico respectivamente; así como el dopaje de las películas delgadas con las nanopartículas de CuS sintetizadas. Para la síntesis de nanopartículas de CuS, como fuente de cobre se utilizó nitrato de cobre (Cu(No3)) a 0.025 M, glicina como agente surfactante a concentraciones de 0.05M, 0.1 M, 0.2M, 0.4 M, 0.6M y tiourea (CH4N4S) como fuente de azufre a 0.025 M. La síntesis de películas delgadas se realizó a 2 baños químicos durante 60 minutos a 25° C, se utilizó cloruro de cobre (CuCl2) como fuente de cobre a 0.50 M, trietanolamina (N(CH2CH2OH)3) a 1 M e hidróxido de amonio (NH4OH) al 30% como agentes acomplejantes y tiourea (CH4N4S) como fuente de azufre a 0.5 M. El depósito de Nps sobre las películas se realizó por medio de la técnica de spin coating, depositando 20 gotas de cada sistema de nanopartículas con diferente concentración de glicina, y posteriormente, sometiéndolas a una velocidad de centrifugación de 3000 rpm durante 30 segundos y 2000 rpm por 20 segundos. Se realizó una etapa de secado del material, colocando las películas dopadas en una placa de aluminio calentada en una parrilla a 80° C por 15 minutos. El tratamiento térmico se llevó a cabo en un horno tubular a 200° C durante 15 minutos en ausencia de una atmósfera controlada. Las películas obtenidas se caracterizaron óptica, química, estructural y eléctricamente. La caracterización óptica por espectroscopia por ultravioleta visible (UV-Vis) determinó que las películas mostraban un pico máximo de absorbancia en una longitud de onda aproximada de 350 nm así como un borde de absorbancia a una longitud de onda de 530 nm, ambos valores reportados en la literatura para el sulfuro de cobre [23, 24]. A través de la caracterización óptica por UV-Vis, se calculó la energía de banda prohibida, cuyo valor para las películas dopadas se encontró entre 1.2 eV y 2.35 eV, rango reportado para el CuS [8]. La caracterización estructural realizada por microscopia electrónica de barrido (MEB), permitió determinar la presencia de nanopartículas de CuS difundidas a través de la película, se observaron Nps de un tamaño aproximado a 70 nm y un espesor de película de 120 nm. La caracterización por medio de la técnica de difracción de rayos X (DRX) determinó una estructura amorfa en las películas dopadas con Nps a concentraciones de glicina 0.6 M, determinando que el tratamiento térmico no modifica la morfología del material. El análisis del comportamiento eléctrico por medio de 4 puntas, determinó que las películas de CuS sin dopar eran más resistivas contra aquellas que fueron dopadas y tratadas térmicamente. Dichas características demuestran la viabilidad del dopaje de películas con nanopartículas así como el tratamiento térmico para mejorar las propiedades eléctricas de las películas, teniendo potencial aplicación en el desarrollo de dispositivos que permitan medir parámetros biológicos.