Construction equipment spin coating cost low for thin film deposition of TiO2 on different substrates [Construcción de equipo de recubrimiento por centrifugación de bajo costo para deposición de películas delgadas de TiO2 sobre diferentes sustratos]

Abstract

RESUMEN En este trabajo de investigación se construyó un equipo para la fabricación de películas delgadas por recubrimiento mediante centrifugación (spin coating). Se usó un motor (AC/ FORDOM 2003LK 220V/60HZ) con temporizador (H5CX) para el control de las velocidades constantes de 1000 a 6000 rpm por 100 s. los cuales se lograron medir con un tacómetro óptico (LASER USB UNI-T UT372). Las películas de TiO2 fabricadas por el equipo, fueron depositadas sobres tres sustratos diferentes (ITO, Si y vidrio), las cuales fueron recocidas a 500°C después de las decima capa, con la finalidad de mejorar su estructura. Las películas fueron caracterizadas median un microscopio electrónico de barrido (MEB-T ECSAN VEGA 3 LM), difractograma de rayos X (DRX-BRUKER, D8 ADVANCED ECO) y Infrarrojo con transformada de Fourier (FITR- Thermo Scientific IS50). El DRX muestra que todas las películas poseen estructura anatase pura, con un crecimiento preferencial en el pico (101), así como el FTIR muestra el modo de vibración en el pico 433 cm-1 perteneciente a la fase anatase. En los resultados de MEB se pueden observar que los grosores de las películas están en el orden de los nanometros, siendo las películas de dióxido de titanio (TiO2) depositadas sobre Si las que poseen un grosor de 332.10 nm, menos de la mitad en comparación con las otras dos. El EDS del MEB muestra la presencia de átomos de Ti y O pertenecientes a las películas de TiO2. Se concluye que se logró construir un equipo de spin coating a bajo costo verificado con la fabricación de películas de TiO2 uniformes.

ABSTRACT In the present research work, a device was built that allows the manufacture of thin films by spin coating technique. A motor (AC / FORDOM 2003LK 220V / 60HZ) with timer (H5CX) was used to control constant speeds of 1000 to 6000 rpm for 100 s. which were measured with an optical tachometer (LASER USB UNI-T UT372). The TiO2 films manufactured using the manufactured device were deposited on three different substrates (ITO, Si and glass), which were annealed at 500 ° C after the tenth layer, in order to improve their structure. The films were characterized using a scanning electron microscope (SEM-T ECSAN VEGA 3 LM), X-ray diffractogram (DRX-BRUKER, D8 ADVANCED ECO) and Infrared with Fourier transform (FITR- Thermo Scientific IS50). The DRX shows that all the films have a pure anatase structure, with preferential growth in the peak (101). Likewise, the FTIR shows the mode of vibration in the 433 cm-1 peak belonging to the anatase phase. In the SEM results, it is possible to observe that the film thicknesses are in the order of nanometers, with titanium dioxide (TiO2) films deposited on Si being those with a thickness of 332.10 nm, less than half compared with the other two. The EDS of the SEM shows the presence of Ti and O atoms belonging to the TiO2 films. It is concluded that it was possible to build a low-cost spin coating equipment verified with the manufacture of uniform TiO2 film