Métodos avanzados para la síntesis y orientación de escamas de dicalcogenuros de metales de transición: Síntesis híbrida y modificación láser

• Autores: Alejandro Fernández García
• Directores de la Tesis: Miguel Manso Silván (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2024
• Idioma: español
• Número de páginas: 74
• Tribunal Calificador de la Tesis: Arantzazu Mascaraque Susunaga (presid.), Pablo Molina de Pablo (secret.), Álvaro San Paulo Hernando (voc.), Célia Tavares de Sousa (voc.), Rosalía Serna Galán (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Materiales Avanzados y Nanotecnología por la Universidad Autónoma de Madrid
• Materias:
  • Física
    • Óptica
      • Láseres
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • Los dicalcogenuros de metales de transición (TMDs) constituyen una familia de materiales bidimensionales con propiedades físicas y químicas excepcionales. Este trabajo presenta resultados sobre su síntesis, con un enfoque específico en el desarrollo de métodos innovadores para obtener microestructuras planas (escamas) con orientación fuera del plano.

    En este trabajo se describe un método de síntesis pionero híbrido que combina un proceso de síntesis en una transición líquido-sólido, basado en el proceso sol-gel para la nucleación de compuestos de óxidos de molibdeno. Posteriormente, estos óxidos fueron procesados mediante reducción térmica activada y transformación de vapor en un entorno cerrado isotérmico, exponiéndolos al vapor del calcógeno. Con este método se generó una aleación de MoTe2/MoSe2 con microestructura de escamas fuera del plano. La validación de este método de síntesis ha sido exitosa en la generación de otros TMDs, concretamente la síntesis de láminas delgadas de WTe2 con una microestructura de adoquines. Además, se demostró la eficacia de la escritura directa con láser de pulsos ultracortos para modificar las propiedades eléctricas sin alterar la naturaleza de los materiales crecidos con esta técnica.

    Desde otra perspectiva, se ha estudiado el efecto de la estructuración con láser del sustrato para estudiar la influencia en la orientación de las escamas crecidas a posteriori. Se depositó MoSe2 sobre los sustratos mediante un proceso de evaporación de óxido de molibdeno seguido de una selenización controlada. Este enfoque permitió un control preciso sobre la orientación de las escamas, consiguiendo que pasaran de un crecimiento en el plano a uno fuera del plano. Este cambio en la orientación se observó tanto en sustratos aislantes como en semiconductores, lo que demuestra la versatilidad y robustez del método. La capacidad de generar y modificar la orientación de los TMDs abre nuevas posibilidades para la ingeniería de materiales y dispositivos, ofreciendo potenciales mejoras en sus propiedades electrónicas y ópticas. Este avance subraya la importancia del control estructural en la síntesis de TMDs y sugiere nuevas direcciones para futuras investigaciones y aplicaciones tecnológicas