Microestructura y propiedades ópticas de películas de bismuto y óxido de bismuto depositadas con magnetrón desbalanceado
PDF

Cómo citar

Otálora, D., Orozco, G., & Olaya - Florez, J. J. (2015). Microestructura y propiedades ópticas de películas de bismuto y óxido de bismuto depositadas con magnetrón desbalanceado. Revista De La Academia Colombiana De Ciencias Exactas, Físicas Y Naturales, 39(150), 18–25. https://doi.org/10.18257/raccefyn.119

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Métricas Alternativas


Dimensions

Resumen

El bismuto y el óxido de bismuto son materiales de gran interés tecnológico y teórico debido a sus amplias propiedades ópticas y eléctricas. En este trabajo, se fabricaron por medio de la técnica de magnetrón desbalanceado (UBM) películas delgadas de bismuto (Bi) y óxido de bismuto (Bi2O3) a temperatura ambiente y sobre sustratos de vidrio, con el objeto de evaluar sus propiedades con respecto al método de crecimiento. Las propiedades microestructurales de las muestras se estudiaron mediante difracción de rayos X (X-ray diffraction, XRD) y microscopía láser confocal (confocal laser scanning microscopy, CLM), en tanto que su composición elemental se analizó con la técnica de espectroscopia de electrones Auger (Auger electron spectroscopy, AES) y sus propiedades ópticas con el método de la espectroscopia ultravioleta visible (UV/Vis) en el rango de longitudes de onda de 500 – 1800 nm. Con base en los resultados de XRD se observó que ambos materiales son policristalinos, con una estructura romboédrica para el bismuto y la fase metaestable para el óxido de bismuto. Mediante el análisis de las propiedades ópticas se obtuvieron valores en la banda de energía prohibida de 2,3 eV y 2,27 eV para el bismuto y el óxido de bismuto, respectivamente. © 2015. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat. Todos los derechos reservados.

https://doi.org/10.18257/raccefyn.119
PDF

Citas

Albella, J.M. 2003. Láminas delgadas y recubrimientos. Prepa-ración, propiedades y aplicaciones. Editorial CSIC - CSIC Press. España. pp.101-123.

Bedoya, C. M., Pinzón, M.J., Orjuela, J.E.A., Restrepo, E., Olaya, J.J. 2012. Physical-chemical properties of bismuth and bismuth oxides: Synthesis, characterization and appli-cations. Dyna, 79(176): 139-148.

Bhattacharyya, S.R., Gayen, R.N., Paul, R., Pal, A.K. 2009. Determination of optical constants of thin films fromtransmittance trace. Thin Solid Films. 517: 5530-5536. Disponible en: www.sciencedirect.com.

Boffoué, M. O., Lenoir, B., Scherrer, H., Dauscher, A. 1998. Pulsed laser deposition of bismuth in the presence of different ambient atmospheres. Thin Solid Films. 322: 132-137. Disponible en: www.sciencedirect.com.

Depablos, O. L. 2013. Estabilidad estructural de películas delgadas de óxido de bismuto (δ-Bi_2 O_3). (Tesis de Maestría). Universidad Nacional Autónoma de México. México D.F.

Dresselhaus, M.S., Lin, Y.M., Rabin, O., Jorio, A., Souza Filho, A.G., Pimenta, M.A., Saito, R., Samsonidze, G., Dresselhaus, G. 2003. Nanowires and nanotubes. Materials Science and Engineering: C 23:129-140. Disponible en: www.sciencedirect.com.

Microestructura y propiedades ópticas de películas y óxido de bismuto25 Rev. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat. 39(150):18-25, enero-marzo de 2015.

Economou, A. 2005. Bismuth – film electrodes: Recent develop-ments and potentialities for electroanalysis. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 24: 334-340. Disponible en: www.sciencedirect.com.El-Sayed, N.Z. 2006. Physical characteristics of thermally evapo-rated bismuth thin films. Vacuum. 80: 860-863. Disponible en: www.sciencedirect.com.

Fan, H.T., Pan, S.S., Teng, X.M., Ye, C., Li, G.H., Zhang, L.D.2006. δ-Bi2O3 thin films prepared by reactive sputtering: Fabrication and characterization. Thin Solid Films. 513: 142-147. Disponible en: www.sciencedirect.com.

Gujar, T.P, Shinde, V.R., Lokhande, C.D. 2006. Spray pyrolysed bismuth oxide thin films and their characterization. Mate-rials Research Bulletin. 41: 1558-1564. Disponible en: www.sciencedirect.com.

Hicks, L.D. & Dresselhaus, M.S. 1993. Thermoelectric figure of merit of a one-dimensional conductor. Physical Review. B 47: 16631.

Hofmann, P. 2006. The surfaces of bismuth: Structural and elec-tronic properties. Progress in Surface Science. 81: 191-245. Disponible en: www.sciencedirect.com.Iljinas, A., Burinskas, S., Dudonis, J. 2010. Synthesis of Bismuth Oxide Thin Films Deposited by Reactive Magnetron Sput-tering. Proceedings of the VIII International Conference ION 2010, Kazimierz Dolny, Poland, June 14-17.

Iyengar, A. S., Liang, D., Xuan, P.A., Abramson, A. R. 2012. Densification effects on the electrical behavior of uniaxially compacted bismuth nanowires. Acta Materialia. 60: 2369-2378. Disponible en: www.sciencedirect.com.

Jayachandran, K. 1997. Optical Studies in Bismuth, Antimony, Bismuth Oxide and Antimony Oxide Thin Films. (Thesis for awarding the degree of Doctor of Philosophy in Physics). Mahatma Gandhi University. School of Pure and Applied Physics.

Jovalekic ́, C., Zduji ́c, M., Atanasoska, Lj. 2009. Surface anal-ysis of bismuth titanate by Auger and X-ray photoelectron spectroscopy. Journal of Alloys and Compounds. 469: 441-444. Disponible en: www.sciencedirect.com.

Lee, J.H., Ohara, S., Nagashima, T., Hasegawa, T., Sugimoto, N., Igarashi, K., Katoh, K., Kikuchi, K. 2005. Clock Recovery and Demultiplexing of High-Speed OTDM Signal Through Combined Use of Bismuth Oxide Nonlinear Fiber and Erbium-Doped Bismuth Oxide Fiber. IEEE Photonic Tech L. 17: 2658-2660. Disponible en: www.ieeexplore.ieee.org.

Leontiea, L., Caramanb, M., Visinoiuc, A., Rusua, G.I. 2005. On the optical properties of bismuth oxide thin films prepared by pulsed laser deposition. Thin Solid Films. 473: 230-235. Disponible en: www.sciencedirect.com.

Li, L., Yang, Y., Fang, X., Kong, M., Li, G., Zhang, L. 2007. Diameter-dependent electrical transport properties of bis-muth nanowire arrays. Communications. 141: 492-496. Disponible en: www.sciencedirect.com.

Lin, Y.M., Sun, X., Dresselhaus, M.S. 2000. Theoretical investi-gation of thermoelectric transport properties in cylindrical Bi nanowires, Physical Review. B 62: 4610.

Lutskii, V.N. 1965. Features of optical absorption of metallic films in region where metal turns into a dielectric. Soviet Physics JETP Letters. 2: 245. Nowak-Wozny, D., Janiczek, T., Mielcarek, W., Gajewski, J.B.2009. Fractional electrical model for modified bismuth oxide. J. Electrostatics. 67: 18-21. Disponible en: www.sciencedirect.com

Ortiz, M. F.. 2012. Recubrimientos de bismuto depositados por la técnica sputtering D.C. pulsado. (Tesis de Maestría). Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ingeniería, Departamento de Mecánica y Mecatrónica. Bogotá D.C.

Patil, R.B., Yadav, J.B., Puri, R.K., Puri, V. 2007. Optical properties and adhesion of air oxidized vacuum evaporated bismuth thin films. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 68: 665-669. Disponible en: www.sciencedirect.com.

Patil, R.B., Puri, R.K., Puri, V. 2007. Oxidation temperature dependent optical properties of bismuth oxide thin films: Effect of vapour chopping and air exposure. Applied Surface Science. 253: 8682-8688. Disponible en: www.sciencedirect.com.

Sandomirskii, V.B. 1967. Quantum size effect in a semimetal film. Soviet Physics JETP. 25: 101. Schuisky, M. & Harsta, A. 1996. Epitaxial growth of Bi2O2.33 by halide Cvd. Chem. Vap. Depos.2 (6): 235-238.

Sirota, B., Reyes-Cuellar, J., Kohli, P., Wang, L., McCarroll, M.E., Aouadi, S.M. 2012. Bismuth oxide photocatalytic nanostructures produced by magnetron sputtering depo-sition. Thin Solid Films. 520: 6118-6123. Disponible en: www.sciencedirect.com.

Swanepoel, R. 1983. Determination of the thickness and optical constants of amorphous silicon. J. Phps. E: Sci. Instrum. 16: 1214-1222. Disponible en: www.sciencedirect.com.

Wang, Y., Zhao, J., Wang. Z. 2011. A simple low-temperature fabrication of oblique prism-like bismuth oxide via a one-step aqueous process. Colloid Surface A. 377: 409-413. Disponible en: www.sciencedirect.com.

Watts, J. F. & Wolstenholme, J.2003.An Introduction to Surface Analysis by XPS and AES. Wiley. Chichester, Inglaterra. Cap. 1: 1-17; Cap. 3: 59-79.Weidong, H., Wei, Q., Xiaohong, W., Hailong, N. 2007. Thin bismuth oxide films prepared through the sol–gel method. Materials Letters. 61: 4100-4102. Disponible en: www.sciencedirect.com.

Xu, H. 2008. A nafion–coated bismuth film electrode for the determination of heavy metals in vegetable using differ-ential pulse anodic stripping voltametry: An alternative to mercury–based electrodes. Food Chemistry. 109: 834-839. Disponible en: www.sciencedirect.com.

Yang, Ch.. 2008. A Study of Electrical Properties in Bismuth Thin Films. Physics REU Summer. University of Florida. Gainesville, FL 32611. Disponible en: www.phys.ufl.edu

Zhang, L., Hashimoto, Y., Taishi, T., Nakamura, I., Ni, Q.-Q.2011. Fabrication of flower-shaped Bi2O3 superstructure by a facile template-free process. Appl. Surf. Sci. 257: 6577-6582. Disponible en: www.sciencedirect.co.

Declaración de originalidad y cesión de derechos de autor

Los autores declaran:

  1. Los datos y materiales de referencia publicados han sido debidamente identificados con sus respectivos créditos y han sido incluidos en las notas bibliográficas y citas que así se han identificado y que de ser requerido, cuento con todas las liberaciones y permisos de cualquier material con derechos de autor.
  2. Todo el material presentado está libre de derechos de autor y acepto plena responsabilidad legal por cualquier reclamo legal relacionado con la propiedad intelectual con derechos de autor, exonerando completamente de responsabilidad a la Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.
  3. Este trabajo es inédito y no será enviado a ninguna otra revista mientras se espera la decisión editorial de esta revista. Declaro que no hay ningún conflicto de intereses en este manuscrito.
  4. En caso de publicación de este artículo, todos los derechos de autor son transferidos a la Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, por lo que no puede ser reproducido de ninguna forma sin el permiso expreso de la misma.
  5. Mediante este documento, si el artículo es aceptado para publicación por la Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, la Revista asume el derecho de editar y publicar los artículos en índices o bases de datos nacionales e internacionales para académicos y uso científico en formato papel, electrónico, CD-ROM, internet ya sea del texto completo o cualquier otra forma conocida conocida o por conocer y no comercial, respetando los derechos de los autores.

Transferencia de derechos de autor

En caso de que el artículo sea aprobado para su publicación, el autor principal en representación de sí mismo y sus coautores o el autor principal y sus coautores deberán ceder los derechos de autor del artículo correspondiente a la Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, excepto en los siguientes casos:

Los autores y coautores se reservan el derecho de revisar, adaptar, preparar trabajos derivados, presentaciones orales y distribución a algunos colegas de reimpresiones de su propio trabajo publicado, si se otorga el crédito correspondiente a la Revista de la Academia Colombiana de Ciencias. Exactas, Físicas y Naturales. También está permitido publicar el título de la obra, resumen, tablas y figuras de la obra en los sitios web correspondientes de los autores o sus empleadores, dando también crédito a la Revista.

Si el trabajo se ha realizado bajo contrato, el empleador del autor tiene el derecho de revisar, adaptar, preparar trabajos derivados, reproducir o distribuir en papel el trabajo publicado, de manera segura y para uso exclusivo de sus empleados.

Si la Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales fuera solicitada por un tercero para el uso, impresión o publicación específica de artículos ya publicados, la Revista debe obtener el permiso expreso del autor y coautores de la trabajo o del empleador excepto para uso en aulas, bibliotecas o reimpreso en un trabajo colectivo. La Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales se reserva el posible uso en su portada de figuras entregadas con los manuscritos.

La Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales no puede reclamar ningún otro derecho que no sea el de autor.