Películas de carbono : producción, caracterización y simulación numérica del proceso de depósito
En este trabajo se presentan los resultados de la producción, la caracterización y el estudio teórico de películas delgadas de carbono obtenidas a partir de moléculas de C60. Para producir las películas, se diseñó y construyó un equipo, el cual genera un haz de iones de C60 que incide sobre un substrato con diferentes energías de depósito (de 100 a 2000 eV). Las películas obtenidas se caracterizaron utilizando varias técnicas con el objeto de estudiar sus propiedades estructurales, eléctricas y mecánicas, y su estabilidad térmica. Las propiedades estructurales se analizaron mediante microscopías óptica y de fuerza atómica, y a través de espectroscopias fotoelectrónica de rayos X, por pérdida de energía electrónica, Raman y por aniquilación de positrones. Las propiedades eléctricas de las películas se estudiaron mediante la determinación de su resistividad eléctrica. Se realizaron mediciones de adherencia, dureza y módulo de Young para analizar las propiedades mecánicas. La estabilidad térmica de las películas se estudió sometiendo a las mismas a tratamientos térmicos y examinando la estructura resultante mediante espectroscopias Raman y por aniquilación de positrones. Por otro lado, con el propósito de estudiar las películas a escala atómica y efectuar una comparación con los resultados experimentales, se realizaron simulaciones numéricas del proceso de depósito de moléculas de C60 sobre un substrato mediante dinámica molecular y usando el potencial de Tersoff. Los resultados experimentales y teóricos mostraron que se obtuvo un nuevo material formado por carbono, cuyas propiedades dependen de la energía de depósito. Para energías bajas, las películas poseen ~50% de enlaces sp², su estructura es similar a la del C60 prístino, y son aislantes. Para energías altas, las películas tienen ~40% de enlaces sp², presentan una estructura semejante a la del carbono amorfo, son conductoras, y poseen valores de dureza (hasta ~30 GPa para 500 eV) que se encuentran en el rango de los correspondientes a los llamados “materiales súper-duros”.
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| Format: | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis biblioteca |
| Language: | spa |
| Published: |
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
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| Subjects: | FULLERENOS, PELICULAS DELGADAS DE CARBONO, PROPIEDADES ESTRUCTURALES ELECTRICAS Y MECANICAS, ESTABILIDAD TERMICA, SIMULACIONES DE DINAMICA MOLECULAR, FULLERENES, CARBON THIN FILMS, STRUCTURAL ELECTRICAL AND MECHANICAL PROPERTIES, THERMAL STABILITY, MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS, |
| Online Access: | http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3868_DallAsen http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=tesis_n3868_DallAsen_oai |
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