New plasma-based synthesis procedures and applications of supported id-nanostructures

Abstract

En esta tesis aborda la síntesis de heteroestructuras 1D multifuncionales sobre sustratos procesables a baja temperatura usando métodos de deposición en vacío y por plasma. Las nanoestructuras desarrolladas son nanorods Metal@Óxido, y nanohilos Orgánico@Inorgánico, ambas del tipo core@shell (núcleo@caparazón). Así mismo se han sintetizado nanotubos inorgánicos. Los materiales empleados son óxidos semiconductores como el óxido de zinc o el dióxido de titanio, junto con semillas metálicas de plata y nanohilos orgánicos monocristalinos. Las dos técnicas principales utilizadas para el crecimiento de estos materiales son la deposición física desde fase vapor y la deposición química desde fase vapor asistida por plasma. Se desarrollan nuevos protocolos para la preparación de heteroestructuras 1D soportadas. El crecimiento y el estudio de las propiedades de estas nanoestructuras se lleva a cabo desde un punto de vista fundamental, incluyendo los mecanismos de crecimiento y el desarrollo de superficies modelo para estudios fundamentales de mojado. La caracterización de los materiales se realiza mediante el uso de XRD, XPS, espectroscopía UV-vis, SEM, TEM, ToF-SIMS y microscopía de fluorescencia junto con técnicas avanzadas como el ESEM y la tomografía 3D mediante HAADF-STEM. Destacan entre las propiedades encontradas de estas nanoestructuras la fotoactividad con luz visible de los nanorods de Ag@ZnO, la formación del llamado efecto nanocarpet en las superficies con nanorods de Ag@ZnO que permiten evaluar los modelos de mojado existentes, el guiado de la luz de fluorescencia en los nanohilos híbridos de MePTCDI@TiO2 y la formación de nanotubos inorgánicos mediante el vaciado por sublimación de la parte orgánica de los nanohilos híbridos. Las aplicaciones que se prevén para las superficies nanoestructuradas 1D son el control del ángulo de contacto mediante irradiación con luz, la nanofotónica y las celdas solares.