Implementación de un sistema de depósito químico en fase vapor asistido por filamento caliente (HFCVD) para la obtención del semiconductor trióxido de tungsteno (WO3)
DOI:
https://doi.org/10.46842/10.46842/ipn.cien.v26n2a09Palabras clave:
semiconductores, trióxido de tungsteno, HFCVDResumen
Se obtuvieron polvos de trióxido de tungsteno (WO3) mediante un sistema de HFCVD (Hot Filament Chemical Vapor Deposition). Los polvos exhibieron tres diferentes coloraciones (azul rey, azul cielo y amarillo), debido al cambio del gas precursor usado (argón (Ar) o argón con vapor de agua (Ar+ H2O) o aire). Los polvos fueron evaluados por Difracción de Rayos-X (DRX) para la determinación de su estructura cristalina, su morfología fue observada mediante Microscopia Electrónica de Barrido (MEB), la composición química elemental se obtuvo por Espectroscopia de Energía Dispersiva (EDS). Por último, se analizaron las bandas de los enlaces presentes en el material con ayuda de Espectroscopia RAMAN. Estas técnicas lograron evidenciar la presencia del trióxido de tungsteno en los polvos obtenidos.
Referencias
J. M. Teijón, J. A. García, Y. Jiménez, I. Guerrero, La Química en Problemas, 2ª ed. Ciudad de México, México: Alfaomega, 2017.
A. Mercado Mercado, M. Martinez Facio, F. Favilo Flores, A. García Moya, "Historia y Evolución de la Industria de los Semiconductores y la Integración de México en el Sector," European Scientific Journal, vol. 12, no. 18, pp. 65-78, Jun. 2016, available: http://dx.doi.org/10.19044/esj.2016.v12n18p65
S. Cruz-Leal, C. Felipe Mendoza, R. Cuenca-Álvarez, V. Lòpez-Gayou, O. Goiz Amaro, J. Flores Moreno, “valorización de residuos nanoestructurados (Nanoresiduos) provenientes del proceso HFCVD-CSVT: Uso como materiales adsorbentes, fotocatalíticos y para la oxidación catalítica de hollín,” in Avances de Investigación en NANOCIENCAS, MICRO y NANOTECNOLOGIAS, 1ª ed. España: OmniaScience, 2020, pp. 97-115, available: https://doi.org/10.3926/oms.401.4.1
M. Jamali, F. Shariatmadar Tehrani, " Effect of synthesis route on the structural and morphological properties of WO3 nanostructures, "Materials Science in Semiconductor Processing, vol. 107, pp. 1-6, Nov. 2019, 2020, available: https://doi.org/10.1016/j.mssp.2019.104829
L. Fu, W. Cai, A. Wang, Y. Zheng " Photocatalytic hydrogenation of nitrobenzene to aniline over tungsten oxide-silver nanowires, "Materials Letters, vol. 142, pp. 201-203, Dec. 2014, 2015, available: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2014.12.021
T. Guang-Lei, T. Dan, D. Davoud, J. Azadeh, J. P. B. Silva, Y. Xi-Tao " Effect of heat treatment on electrical and surface properties of tungsten oxide thin films grown by HFCVD technique, "Materials Science in Semiconductor Processing, vol. 122, pp. 1-8, Oct 2020, 2021, available: https://doi.org/10.1016/j.mssp.2020.105506
K. Syrek, L. Zaraska, M. Zych, G. D. Sulka, "The effect of anodization conditions on the morphology of porous tungsten oxide layers formed in aqueous solution, "Journal of Electroanalytical Chemistry, vol. 829, pp. 106-115, Sep. 2018, 2018, available: https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2018.09.054
S. Corby, L. Francàs, S. Selim, M. Sanchs, C. Blackman, A. Kafizas, J. R. Durrant " Water Oxidation and Electron Extraction Kinetics in Nanostructured Tungsten Trioxide Photoanodes, "Journal of the American Chemical”, vol. 140, nº 47, pp. 1-21, Nov 2018. 2018, available: https://doi.org/10.1021/jacs.8b08852
Y. Xi-Tao, L. Pin, L. Jing, J. Azadeh, W. Fa-Yu, W. Qi, D. Davoud, S. Zhicheng, Y. Shengtao, G. Hamid “Nanostructured tungsten trioxide prepared at various growth temperatures for sensing applications” Journal of Alloys and Compounds”, vol. 825, pp. 1-7, Jun 2020, available: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.154105
M. A. W. Abdul Hadi, L. L. Kuen Yao, L. H. Zainol Abidin, S. O. Baki, E. K. Ng, M. A. “Investigation of tungsten trioxide as a saturable absorber for mode-locked generation” Optics and Laser Technology, vol. 132, pp. 1-10, Jul 2020. 2020, available: https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2020.106496
M. Cruz-Leal, O. Goiz, E. Chávez, G. E. Pérez-Sanchez, N. Hernández-Como, V. Santes, C. Felipe. “Study of the Thermal Annealing on Structural and Morphological Properties of High-Porosity A-WO. Films Synthesized by HFCVD” Nanomaterials, vol. 9, pp. 1-15, Jul 2019. 2019, available: https://doi.org/10.3390/nano9091298
E. Navarrete, C. Bittencourt, P. Umek, D. Cossement, F. Gûell, E. Llobet. “Tungsten trioxide nanowires decorated with iridium oxide nanoparticles as gas sensing material” Journal of Alloys and Compounds, vol. 812, pp. 1-9, Sep 2019. 2020, available: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152156
S. Hoseinzadeh, R. Ghasemiasl, A. Bahari, A. H. Ramezani. “n-type WO3 semiconductor as a cathode electrochromic material devices” Journal of Materials Science: Materials in Electronics, vol. 28, nº 14. pp. 1-7, Jun 2017. 2017, available: https://doi.org/10.1007/s10854-017-7306-7
B. Mirtaheri, M. Shokouhimehr, A. Beitollahi. “Synthesis of mesoporous tungsten oxide by template-assisted sol-gel method and its photocalytic degradation activity” Journal of Sol-Gel Science and Technology, vol. 82, nº 1. pp. 1-9, Dec 2016. 2016, available: https://doi.org/10.1007/s10971-016-4289-4
A. A. Mohite, B. M. Babar, R. R. Sawant, H. D. Shelke, A. P. Torane. “Synthesis, characterization and gas sensing performance of tungesten oxide by hydrothermal method” Materials Today: Proceedings, vol. 43, nº 4. pp. 1-6, Jul 2020. 2020, available: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.07.144
M. E. Malefane, U. Feleni, A. T. Kuvarega. “Cobalt (II/III) oxide and tungsten (VI) oxide p-n heterojunction photocatalyst for photodegradation of diclofenac sodium under visible light” Journal of Enviromental Chemical Engineering, vol. 8, nº 2. pp. 1-43, Nov 2019. 2019, available: https://doi.org/10.1016/j.jece.2019.103560
Q. A. Drmosh, Y. A. A. Wajih, R. Al-Rammah, M. Qamar, Z. H. Yamani. Surface-engineered WO3 thin films for efficient NO2 sensing” Applied Surface Science, vol. 517. pp. 1-10, Mar 2020. 2020, available: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.146235
V. Jadkar, A. Pawbake, R. Waykar, Jadhavar, A. Date, D. Late, H. Pathan, S. Gosavi, S. Jadkar. Synthesis of Y-WO3 thin films by hot wire-CVD and investigation of its humidity sensing properties” Applications and materials science, vol. 214. nº5 pp. 1-6, Jan 2017. 2017, available: https://doi.org/10.1002/pssa.201600717
Y. Tucuch, M. De la Cruz-De los Santos, S. Flores-Alejandro, S. García-López, A. González-Dìaz, A. R. Lòpez-Guemez, M. A. Hernández-Rivera, A. S. López-Rodríguez, P. Sifuentes-Gallardo. “Síntesis y caracterización de películas delgadas de TiO2 impurificadas con iones de Vanadio” Journal of Energy, Engineering Optimization and Sustainability, vol. 1. nº1 pp. 1-16. 2017, available: https://doi.org/10.19136/jeeos.a1n1.1729
T. Zhang, M. Paulose, R. Neupane, L. A. Schaffer, D. B. Rana, J. Su, L. Guo, O. K. Varghese. “Nanoporous WO. films synthesized by tuning anodization conditions for photoelectrochemical water oxidation” Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 209. pp. 1-10, Feb 2020. 2020, available: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2020.110472
M. Gies, F. Michel, C. Lupò, D. Schlettwein, M. Becker, A. Polity. “Electrochromic switching of tungsten oxide films grown by reactive ion-beam sputter deposition” Journal of Materials Science, vol. 56. pp. 1-10, Feb 2019. 2019, available: https://doi.org/10.1016/J.SOLMAT.2019.02.041
S. Vallejos, F. Di Maggio, T. Shujah, C. Blackman. “Chemical Vapour Deposition of Gas Sensitive Metal Oxides” Chemosensors Science, vol. 4. nº 1, pp. 1-18, Feb 2016. 2016, available: https://doi.org/10.3390/chemosensors4010004
R. Godbole, S. Ameen, U. T. Nakate, M. Shaheer Akhtar, H. S. Shin. “Low temperature HFCVD synthesis of tungsten oxide thin film for high response hydrogen gas sensor application” Materials Letters, vol. 254. pp. 398-401, Jul 2019. 2019, available: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2019.07.110
R. Godbole, A. Vedpathak, V. Godbole, S. Bhagwat. “Tungsten Oxide Thin Films: Detection and Trapping of Hazardous Gases” Materials Research Express, vol. 4, nº 7. 2019. pp. 398-401, Jul 2019. 2019, available: https://doi.org/10.1088/2053-1591/aa72a8
D. Betancouth, J. F. Gòmez, J. C. Mosquera, L. Tirado-Mejia. “Análisis por Difracción de Rayos X de Rocas Povenientes de Región Esmeraldífera” Scientia Et Technia, vol. XVI, nº 44, pp. 257-260, Apr 2010. 2010, available: https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=84917316048
C. Klein, C. S. Hurlbut, Manual de Minerología, 4ª ed. España, Reverte, 2006.
M. E. Aparicio Ceja, G. G. Carbajal Arizaga. “Utilidad de la difracción en rayos x en las nanociencias” Mundo nano. Revista interdisciplinaria en nanociencias y nanotecnologìa, vol. 3, nº 2, pp. 62-72, Jul 2010. 2010, available: http://www.sAr.org.mx/sAr.php?script=sci_arttext&pid=S2448-56912010000200062
G. Vázquez Nin, O. Echeverría, Introducción a la Microscopía Electrónica aplicada a las Ciencias Biológicas, 1ª ed., Ciudad de México, Universidad Nacional Autónoma de México, 2020.
J. Garnica Soria, “Comparación de la magnetización de las pelìculas de SnO.:Co sobre a-zafiro, r-zafiro y SnO. puro medidas con el campo magnéico aplicado en paralelo y perpendicular al plano,” tesis de maestría, maestro en nanotecnología, Centro de Investigación en Materiales Avanzados, Jalisco, México, 2014, available: https://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1004/180
A. E. Villanueva Luna, “Espectroscopia Raman en fluidos biológicos extracelulares,” tesis de doctorado, Doctor en Ciencias en la Especialidad de Óptica, Instituto Nacional de Astrofísica, Òptica y Electrònica, Puebla, México, 2013, available: https://1library.co/document/zx2mk2dq-espectroscopia-raman-en-fluidos-biologicos-extracelulares.html
J. Dìaz-Ares, R. Castillo-Ojeda, M. Galvàn-Arellano, O. Zaca-Moran. “Characterization of WO. Thin Films Grown on Silicon by HFMOD” Advances in Condensed Matter Physics, vol. 2013, pp. 1-9, Jul 2013. 2013, available: http://dx.doi.org/10.1155/2013/591787
M. Parthibanvarman, M. Karthink, S. Prabhakaran. “Role of Microwave on Structural, Morphological, Optical and Visible Light Photocatalytic Performance of WO3 Nanostructures” Journal of Cluster Science, vol. 3, pp. 495-506, 2019, available: https://doi.org/10.1007/s10876-019-01512-z
Y. Djaoued, S. Balaji, R. Brûning. “Electrochromic Devices Based on Porous Tungsten Oxide Thin Films” Journal of Nanomaterials, vol. 2012, pp. 1-9, 2012, available: https://doi.org/10.1155/2012/674168
Publicado
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2022 Instituto Politécnico Nacional
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
