INGENIERIA DE NANOMATERIALES MULTIFUNCIONALES PARA APLICACIONES EN CONTACTOS ELECTRICOS LUMINISCENTES TRANSPARENTES, CELDAS SOLARES Y SENSORES DE GASES ORGANICOS

Materiales semiconductores basados en óxidos metálicos, combinan propiedades como una alta transparencia óptica y conductividad eléctrica. Adicionalmente, sensores de acetona para el diagnóstico de diabetes, basados en estos mismos materiales, han sido desarrollados en los últimos años. Esto debido a la capacidad de detectar acetona en concentraciones del orden de 0.9ppm en el aliento humano, con una alta sensibilidad y tiempos cortos de respuesta y recuperación. Actualmente, el desempeño de estos sensores depende de la temperatura de medida (150-400°C), limitando su uso práctico en dispositivos electrónicos portátiles. En este sentido sensores a temperatura ambiente ofrecen una alternativa para este tipo de aplicaciones. Recientemente, se ha demostrado que la inclusión de algunos metales de transición y tierras raras podría mejorar su sensibilidad. Estos materiales multifuncionales exhibirían no solo una alta transparencia y conductividad, sino también luminiscencia y características magnéticas debido a su momento magnético diferente de cero, abriendo así nuevas aplicaciones. El objetivo principal de este proyecto es manipular las propiedades de películas delgadas de óxidos como ITO y AZO, entre otros, dopados con Tm/Tb, Cr/Fe, con el fin de evaluar el efecto de los dopantes en la luminiscencia, conductividad y transparencia óptica. Así como su desempeño como sensores de acetona bajo iluminación UV y bajas temperaturas de operación. Para esto se depositan las películas con un sistema de pulverización catódica de 3 magnetrones, permitiendo así hacer ingeniería a través de la manipulación de la concentración de los dopantes, temperatura del sustrato, y la activación con tratamientos térmicos después de la deposición. Las propiedades ópticas y rugosidad, serán evaluadas por el único elipsómetro espectral de ángulo variable que existe en el Perú, para temperaturas de la muestra in situ desde la temperatura ambiente hasta 400°C. Las propiedades de emisión de luz serán evaluadas por las técnicas de catodoluminiscencia y fotoluminiscencia. Las propiedades eléctricas serán evaluadas por Efecto Hall y Van Der Pauw, las propiedades magnéticas serán evaluadas por la magnetometría de muestra vibrante. El desempeño como sensores bajo excitación UV será evaluado para distintas concentraciones de acetona y temperaturas de trabajo. Al final del proyecto esperamos haber desarrollado un material multifuncional con las capacidades descritas anteriormente.