Sintésis de nanopartículas de silicio mediante ablación laser a bajas fluencias

Abstract

En esta tesis se sintetizaron nanopartículas (nps) de silicio mediante ablación láser de sólidos en líquidos utilizando un blanco de Si inmerso en agua, etanol, Poliéterimida (PEI) y Ortosilicato de Tetraetilo (TEOS). El blanco fue sumergido en un vial de vidrio con el líquido contenido y se irradió durante 5 y 10 minutos a diferentes fluencias: 0.530, 0.608, 0.687 J/cm2 . Se realizó otro tratamiento posterior de fragmentación láser a las nanopartículas de Si dispersas en agua y etanol, enfocando el haz con un lente óptico a una distancia focal de 10 cm de las nps de Si. Las nanopartículas coloidales que se obtuvieron fueron caracterizadas mediante espectroscopia Raman y microscopia electrónica de transmisión. Se calculó el tamaño de las nanopartículas mediante dos métodos: Modelo de Polarizabilidad de Enlace (BPM por sus siglas en inglés) y Modelo de Confinamiento de un Fonón (PCM por sus siglas en inglés), obteniendo tamaños entre 2 y 11 nm para las nanopartículas obtenidas usando como medio confinante agua y etanol, los cuales concuerdan muy bien con los resultados obtenidos mediante TEM mostrando que calcular los tamaños de nanopartículas de manera teórica es un método rápido de análisis de nanopartículas. Para el caso de las nanopartículas en TEOS se encontró Si amorfo, producto del medio confinante que no permitió la cristalización de las nps. Y para el caso de las nanopartículas en PEI, se encontraron tamaños mayores a comparación de los demás medios, esto debido a las propiedades del PEI que evitó la fragmentación de las nps.