Síntesis de nanopartículas semiconductoras vía microondas
En los últimos años se ha suscitado un especial interés en semiconductores a escala nanométrica, en especial, en los sulfuros de los metales de transición, semiconductores que tienen aplicaciones como: sensores, filtros ópticos, celdas solares, sistemas fotocatalíticos, entre otras.
Los nanocristales semiconductores son interesantes debido a que sus propiedades electromagnéticas presentan una estrecha dependencia con el tamaño de partícula y la morfología de la misma. Entre los semiconductores que es posible crecer se encuentran el CdS, CdSe, CdTe, ZnS y ZnSe. De entre todos ellos es el ZnS es uno de los más utilizados en dispositivos ópticos debido a su alto índice de refracción y alta transmisión en el rango del visible, además de que su uso representa un menor impacto ambiental.
Existen distintas rutas para la síntesis de estas nanopartículas semiconductoras, siendo las más utilizadas: la evaporación térmica, solvotermal, y microondas. Cada una de ellas tiene sus propias características:
- La evaporación térmica consiste en el calentamiento hasta la evaporación del material que se pretende depositar. Se lleva a cabo en una cámara de vacío en la que se condensa el vapor sobre una lámina fría requiriendo en todo momento un control preciso de las condiciones de crecimiento para no producir una modificación de la morfología de la capa depositada.
- La síntesis solvotermal es una técnica en la cual la reacción ocurre en un recipiente a presión, en la que los solventes se calientan a alta temperatura, sin embargo los tiempos de reacción son largos.
- La técnica de irradiación con microondas produce nanopartículas con una muy baja dispersión de tamaño, aunque aún se requiere un control preciso en el tamaño y morfología como en las otras técnicas.
La propuesta de irradiación por microondas es similar a la técnica solvotermal pero llevándola a cabo a presión atmosférica y suministrándole energía para el calentamiento con microondas. La temperatura es menor que en el caso solvotermal pero es más rápida debido a que la energía va directamente al seno del material calentándolo ráptidamente.
Para el estudio de los productos obtenidos se emplean las técnicas de caracterización clásicas como, la espectroscopía UV-Vis, la luminiscencia, la FT-IR y la Difracción R-X. Sin embargo, estas técnicas no están exentas de error debido al tamaño nanométrico de las partículas teniendo que recurrir a otras técnicas más precisas como la microscopía electrónica.
podemos observar aglomerados de nanopartículas de ZnS, con tamaños individuales promedio de 15 nm y morfología hexagonal obtenidas mediante la técnica de microondas. Los tamaños de las partículas son consistentes con lo esperado a partir de los espectros de UV-VIS.
Los resultados obtenidos son semejantes a los que se consiguen mediante síntesis solvotermal, pero en un menor tiempo.
Pablo Jose Mago V.
C.I. 18146112
EES
