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Control nanoestructural en capas y multicapas porosas mediante pulverización catódica: procesado y aplicaciones
No full textEn la bibliografía existe un gran número de trabajos que describen la fabricación
mediante pulverización catódica de láminas delgadas porosas, así como su uso para un
gran número de aplicaciones. Los campos de aplicación son muy amplios, debiéndose
mencionar aquí aquellos donde porosidad y nanoestructura son elementos cruciales
para las prestaciones deseadas. Baste citar en ese sentido, aplicaciones de tales capas
como sensores, electrodos, membranas, biomateriales o celdas fotovoltaicas. Sin
embargo, y a pesar de la importancia de tales campos de aplicación, la mayor parte de
las veces no se han desarrollado procedimientos de fabricación estándar fácilmente
extrapolables de un reactor a otro, siendo los procedimientos en la mayor parte de los
casos resultado de análisis empíricos difícilmente extrapolables a otras condiciones de
trabajo. Esta tesis persigue aportar conocimiento científico, estructurado en forma de
conceptos generales y de fácil extrapolación a otras condiciones de trabajo, a fin de
desarrollar los fundamentos que rigen el crecimiento de capas mediante pulverización
catódica reactiva en la configuración de ángulo oblicuo. En consecuencia, el objetivo
general de este trabajo es el desarrollo de los principios fundamentales de la fabricación
a medida de películas delgadas nanoestructuradas porosas mediante pulverización
catódica en configuración oblicua y, en particular, el estudio de principios generales que
relacionen la geometría del reactor, las condiciones de la deposición y la nanoestructura
de la película. Así mismo, en esta tesis nos centramos en la demostración práctica de la
funcionalidad de dichas capas para aplicaciones específicas.
Dentro de este objetivo general se pueden considerar los siguientes objetivos
específicos:
Analizar y describir los procesos básicos que influyen en el crecimiento de una
lámina delgada porosa nanoestructurada depositada mediante pulverización
catódica reactiva en la configuración de ángulo oblicuo y relacionarlos con las
propiedades de las películas crecidas.
Estudio de la relación entre la geometría del reactor y las condiciones de la
deposición con la nanoestructura de la película delgada.
Desarrollar una metodología específica para el control simultáneo de la
composición y microestructura de películas delgadas porosas nanoestructuradas
mediante la técnica de pulverización catódica reactiva en la configuración de
ángulo oblicuo.
Determinar la influencia de la rugosidad del sustrato en los procesos de
crecimiento y propiedades de películas delgadas crecidas mediante pulverización
catódica reactiva en la configuración de ángulo oblicuo.
Desarrollar estrategias de control de la nanoestructura y composición de películas
delgadas mediante el uso de sustratos con patrones superficiales.
Ajustar la composición química de las capas de óxido de silicio mediante el control
de las condiciones de deposición, logrando un control impediente sobre contenido
de oxígeno y nanoestructura.
Validar las estrategias de crecimiento desarrolladas fabricando multicapas en
forma de cristales fotónicos con composición y microestructura controladas.
Demostrar las posibilidades de aplicación de tales multicapas como elementos
ópticos pasivos estancos frente a los cambios ambientales y como sensores
optofluídicos.
Desarrollar una estrategia para el escalado industrial de la deposición de películas
delgadas nanoestructuradas porosas mediante pulverización catódica.
Esta tesis está organizada en tres bloques temáticos. En primer lugar, los Capítulos 6
- 8 se dedican al control microestructural y morfológico de películas delgadas
nanoestructuradas. En el Capítulo 6 se analiza la influencia de la rugosidad del sustrato
en el crecimiento de películas de SiO2 detallándose los parámetros y regímenes críticos
en dicho crecimiento. En el Capítulo 7 se analiza el problema asociado a la aparición de
fenómenos de propagación microestructural durante el crecimiento de capas de TiO2
densas apiladas sobre SiO2 poroso proponiéndose una estrategia de crecimiento para
evitar dicho proceso de propagación. Este bloque se cierra con el Capítulo 8 en el que
se utilizan las estrategias propuestas en el capítulo anterior para la fabricación de
estructuras multicapas de TiO2/SiO2 en forma de cristales fotónicos para su aplicación
como reflectores de Bragg estancos frente a humedad ambiental. Se verifica cómo el
control microestructural sobre el crecimiento de estas capas permite modular la
respuesta óptica de la estructura fotónica gracias a la utilización de láminas
nanoestructuradas porosas o densas.
El segundo bloque está compuesto por los Capítulos 9 - 11 dedicados al control
químico de películas delgadas nanoestructuradas porosas. En el Capítulo 9 se desarrolla
una estrategia basada en la utilización de la configuración de ángulo oblicuo para el
control químico de películas delgadas nanoestructuradas de SiOx (con 0 < x ≤ 2), de
forma que se puedan controlar la composición y la microestructura simultáneamente
de una manera independiente,. Además, en este capítulo se desarrolla un marco teórico
que permite predecir la estequiometría de los recubrimientos en función de parámetros
experimentales. En el Capítulo 10, basado en los fundamentos del capítulo anterior, se
utilizan sustratos con patrones superficiales para conseguir una distribución siguiendo
un patrón geométrico 2D de la composición química en películas de SiOx. En el Capítulo
11 confluye parte del conocimiento generado en los capítulos precedentes y se
desarrolla una estrategia de fabricación de cristales fotónicos de SiOx/SiO2 en los que a
través del control de la composición química y la microestructura es posible modular su
respuesta óptica. Por otro lado, se demuestra que estas estructuras fotónicas son
válidas para la fabricación de sensores optofluídicos de base interferométrica para el
análisis en el rango del infrarrojo cercano.
Por último, el tercer bloque, compuesto únicamente por el Capítulo 12, aborda el
desarrollo de una estrategia basada en el uso de colimadores para el crecimiento de
películas delgadas nanoestructuradas porosas de TiO2 para condiciones en las que los
procesos de sombra gobiernan el crecimiento. Así mismo, en este capítulo se propone
una estrategia de escalado industrial combinando el uso de colimadores con sistemas
de movimiento de sustratos de tipo roll to roll
La presente Tesis Doctoral ha sido realizada en el Instituto de Ciencia de Materiales
de Sevilla (centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la
Universidad de Sevilla), en el grupo de Nanotecnología en superficies, bajo la supervisión
del Profesor Dr. Agustín Rodríguez González-Elipe y el Dr. Alberto Palmero Acebedo. Este
trabajo se encuentra enmarcado en la línea de Nanomateriales en el Programa de
Doctorado de Ciencia y Tecnología de Nuevos Materiales de la Universidad de Sevilla.
La presentación de esta tesis se realiza en la modalidad de Tesis por compendio de
publicaciones, la cual se encuentra avalada por los siguientes artículos científicos:
1. Growth of nanocolumnar thin films on patterned substrates at oblique
angles. A. Garcia-Valenzuela, S. Muñoz-Piña, G. Alcala, R. Alvarez, B. Lacroix,
A. J. Santos, J. Cuevas-Maraver, V. Rico, R. Gago, L. Vazquez, J. Cotrino, A. R.
Gonzalez-Elipe, A. Palmero. Plasma, Processes and Polymers 16 (2), 2019, art.
nº 1800135 (10 pp.).
2. Structural Control in Porous/Compact Multilayer Systems Grown by
Magnetron Sputtering. A. Garcia-Valenzuela, C. Lopez-Santos, R. Alvarez, V.
Rico, J. Cotrino, A.R. Gonzalez-Elipe, A. Palmero. Nanotechnology 28, 2017,
465605 (9 pp.).
3. Environmentally Tight TiO2–SiO2 Porous 1D-Photonic Structures. A. Garcia-
Valenzuela, C. Lopez-Santos, V. Rico, R. Alvarez, A. Palmero, A.R. Gonzalez-
Elipe. Advanced Materials Interfaces 6 (4), 2019, art. nº 1801212 (8 pp.).
4. Stoichiometric Control of SiOx Thin Films Grown by Reactive Magnetron
Sputtering at Oblique Angles. A. Garcia-Valenzuela, R. Alvarez, C. Lopez-
Santos, F. J. Ferrer, V. Rico, E. Guillen, M. Alcon-Camas, R. Escobar-Galindo, A.
Gonzalez-Elipe, A. Palmero. Plasma, Processes and Polymers 13 (12), 2016,
1242 (6 pp.).
5. 2D compositional self-patterning in magnetron sputtered thin films. A.
Garcia-Valenzuela, R. Alvarez, V. Rico, J.P. Espinos, M.C. Lopez-Santos, J. Solís,
J. Siegel, A. del Campo, A. Palmero, A.R. Gonzalez-Elipe. Applied Surface
Science 480, 2019, 115 (6 pp.).
6. SiOx by magnetron sputtered revisited: tailoring the photonic properties of
multilayers. A. García-Valenzuela, R. Alvarez, J. P. Espinós, V. Rico, J. Gil-
Rostra, A. Palmero, A. R. Gonzalez-Elipe. Applied Surface Science (en prensa).
7. Growth of Nanocolumnar Porous TiO2 Thin Films by Magnetron Sputtering
using Particle Collimators. A. Garcia-Valenzuela, R. Alvarez, V. Rico, A. R
Gonzalez-Elipe, A. Palmero. Surface and Coatings Technology 343, 2018, 172
(5 pp.)
Bibliographie Hilarion G. Petzold 1958 – 2009 mit Anhang als Einführung
No full textDieses Archiv enthält die Gesamtbibliographie der Werke des Autors nebst einiger Texte „Über H. G. Petzold“ im Schlussteil der Bibliographie sowie einen Anhang mit einer Einführung in die Architektur des Werkes in seinem wissenslogischen Aufbau als Ausarbeitung seines „Tree of Science Modells“ (2007).This archive contains the complete bibliography of the author and some texts about H. G. Petzold, moreover an epilogue with an introduction to the architecture of the works in its epistemological structure and composition and as an elaborations of Petzold’s „Tree of Science Modell (2007).https://www.fpi-publikation.de/polyloge/01-2009-petzold-h-g-gesamtbibliographie-h-g-petzold-1958-2009-updating-november2009/peerReviewedpublishedVersio
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
No full textWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
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