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Óxidos de molibdeno inducidos por irradiación láser de pulsos ultracortos
Molybdenum oxide induced by irradiation of ultrashort pulsed-laser
Miroslava Cano Lara
SANTIAGO CAMACHO LOPEZ
Acceso Abierto
Atribución
Oxidos de molibdeno,Láser de pulsos ultracortos,Procesamiento láser de materiales,Microscopía SEM,Espectroscopia Raman,Irradiación láser,Molybdenum oxides,Ultrashort laser pulses,Laser materials processing,SEM microscopy,Spectroscopy Raman,Laser irradiation
En esta tesis se reportan estudios experimentales sobre la formación de óxidos de molibdeno (MoOx) inducidos por el método de irradiación láser, con pulsos de femtosegundos, en películas delgadas de molibdeno. Se utilizaron películas delgadas de molibdeno cristalino con un espesor de 500 nm, depositadas por la técnica de erosión catódica en sustratos de cuarzo fundido (vidrio). Para inducir oxidación de las capas metálicas se utilizó un láser de Ti:zafiro que emite en una longitud de onda centrada en 800 nm, produce pulsos de 60 fs a una frecuencia de repetición de 70 MHz, la energía por pulso es de hasta 7.2 nJ. Los experimentos se llevaron a cabo en aire atmosférico. La caracterización de los MoOx obtenidos se realizó mediante las técnicas de microscopía óptica de reflexión, microscopía electrónica de barrido (MEB), microespectroscopia Raman y microscopía de fuerza atómica (MFA). Se estudiaron los cambios en la óptica coloración, superficiales (textura y morfológica) y físicoquímicos (estructura cristalina, oxidación). La síntesis de los óxidos por medio de la técnica láser permitió la obtención de las fases: m-MoO2, o-Mo4O11, m-Mo8O23, o-Mo18O52 y α-MoO3 tanto en escalas micrométricas como nanométricas. La formación de estos óxidos depende de los parámetros de irradiación láser y de las características termofísicas de la película metálica y el sustrato. Al emplear el método láser se puede obtener un control fino en la formación de los óxidos metálicos, en su estructura cristalina, en su estequiometría y morfología; el tiempo de formación o síntesis de los óxidos es de unos cuantos segundos a minutos. La técnica láser nos permite establecer importantes diferencias en comparación con la síntesis de óxidos metálicos formados mediante métodos convencionales. La técnica de formación de óxidos metálicos estudiada en esta tesis, tiene un potencial de impacto tecnológico muy importante en diversas áreas como lo es sensores, pantallas inteligentes, electrodos transparentes, semiconductores, etc.
In this work we report experimental studies of laser-induced formation of molybdenum oxides (MoOx) in molybdenum thin films by femtosecond laser pulses. Crystalline molybdenum thin films, with a thickness of 500 nm, deposited on fused silica substrates (glass) by the sputtering technique were used to produce the molybdenum oxides. To laser-induce oxidation of the metal films we used a Ti:sapphire laser at a wavelength centered at 800 nm, pulses of 60 fs duration at a 70 MHz repetition rate, the energy per pulse up to 7.2 nJ. The experiments were carried out in atmospheric air. Characterization of the obtained MoOx was done by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), micro-Raman spectroscopy and atomic force microscopy (AFM). The characterization analysis focused on the optical coloration, surface (texture and morphological) and physical and chemical features (crystalline structure, oxidation). The reported oxides synthesis by the present laser technique allowed to obtaining the m-MoO2, o-Mo4O11, m- Mo8O23, o-Mo18O52 and α-MoO3 crystalline molybdenum oxides phases, both at the micrometer and nanometer scale. The formation of these oxides depends strongly on the laser irradiation parameters and the thermophysical characteristics of the metal film and the substrate. When using the laser method reported here we can obtain fine control on metallic oxide formation, its crystal structure, its stoichiometry and its morphology. Remarkably, the oxides synthesis takes only a few seconds to minutes. This laser technique allows us to identify important differences as compared to the synthesis of metal oxides formed by conventional methods. The present fs laser technique, studied in this thesis for synthesizing metallic oxides has the potential for very important technological impact in various areas such as sensors, smart displays, transparent electrodes, semiconductors, etc. 
CICESE
2013
Tesis de doctorado
Español
Cano Lara, M.2013.Óxidos de molibdeno inducidos por irradiación láser de pulsos ultracortos.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 114 pp
ÓPTICA
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