| dc.description.abstract | Esta tesis se centra en el estudio de la cinética de crecimiento de películas delgadas de
titanato de bario (BaTi01) y zirconato de bario (BaZrO) fabricadas con el método hidrotermal.
La técnica hidrotermal consiste en sumergir un sustrato, por ejemplo una lámina de titanio,
en una solución de hidróxido de bario a temperaturas mayores que 100 o c a presión. Como
resultado de este tratamiento, se produce una película de óxido del tipo ABO 3 (ABa, BT1 o Zr).
La preparación de películas policristalinas, de propiedades dieléctricas interesantes, a bajas
temperaturas con la técnica hidrotermal, es relativamente nueva. Debido a esto, es importante
entender los procesos involucrados en la formación de las películas en función de las variables
experimentales.
En esta tesis se fabricaron depósitos de Ba1'i0 y Ba7r03 sobre monocristales de Tí0 2 y
Zr02 :Y2 03 , respectivamente. Se realizó unestudio exhaustivo de las propiedades cristalográficas,
composición elemental, espesor, estequiometría y morfología superficial de los depósitos. Las
técnicas de caracterización utilizadas fueron difracción de rayos x, espectroscopia de
fotoelectrones, retrodispersión de Rutherford y microscopía (le barrido Del análisis y evaluación
de los datos, se logró proponer un modelo fenomenológico que describe la cinética de formación
de películas fabricadas bajo condiciones hidrotermales.
De los resultados experimentales obtenidos en el sistema T10 2\BaTiO3 se concluyó que,
contrariamente a lo supuesto anteriormente, el BaTI0 3 no crece hacia el interior de la matriz
monocristalina por difusión, sino hacia afuera de la superficie de los monocristales El proceso de
nucleación del BaTiO3 se debería a la disolución superficial del sustrato de T102 , fenómeno que
depende fuertemente del plano cristalográfico expuesto a la solución acuosa. Este proceso de
disolución produce una especie hidrolizada de titanio, la que reacciona con los iones de bario en
solución, formando el BaTiO. Así, los núcleos de BaTiO 3 se depositan sobre la superficie
expuesta del sustrato, llevando a la formación de granos policristalinos del material, los que al
coalescer producen una película continua.
Se determinó que pequeñas cantidades de estroncio en el polvo de hidróxido de bario
modifican el hábito cristalino de las películas de Ti0 2\BaTiO3 . Así, polvos de hidróxido de bario
de alta pureza (Sr-0,05%) promueven la formación de granos con formas octaédricas, los que son
dominios monocristalinostie BaTiO 3 , a diferencia de los polvos de menor pureza (Sr--1,5%), que
producen granos hemisféricos de l3aTiO3 , dominios policristalinos del material.
Por último, se realizó un estudio sobre el contenido de agua en películas hidrotermales de
BaTiO3 fabricadas sobre láminas de titanio. Se observó que menores temperaturas de tratamiento
favorecen la incorporación de agua en las películas, las que a su vez exhiben un parámetro de red
-de la celda unitaria cúbica del BaT103 - más grande que aquellos depósitos fabricados a mayores
temperaturas. Ambos resultados sugieren que el agua ocluida en la celda unitaria aumenta el
parámetro de red del BaTiO3.
Los resultados de esta tesis contribuyen a entender los mecanismos fisicos involucrados en
la síntesis hidrotermal, que se proyecta como una técnica alternativa a los métodos convencionales
de fabricación de películas delgadas. | |
