RESUMEN: En este trabajo de tesis se reportan las características morfológicas, de composición química y las propiedades fotoluminiscentes de películas delgadas de óxido de circonio (ZrO2), impurificadas con una combinación de europio (Eu3+) y terbio (Tb3+), así como las características de las películas con una sola impureza; todas ellas, obtenidas a partir de la técnica de rocío pirolítico ultrasónico. Para la realización de estas películas se utilizaron como materiales precursores oxicloruro de circonio octahidratado (ZrOCl2.8H2O), cloruro de europio hexahidratado (EuCl3.6H2O) y cloruro de terbio hexahidratado (TbCl3.6H2O); todos compuestos, disueltos en agua deionizada. Posteriormente las películas fueron depositadas sobre vidrio Corning y silicio a diferentes temperaturas, con la finalidad de conocer la influencia que tiene este parámetro en la cristalinidad y propiedades fotoluminiscentes del material. Una vez que las muestras fueron realizadas, se caracterizaron para conocer su topología (microscopia electrónica de barrido), estructura cristalina (difracción de rayos X), composición química (espectroscopia por dispersión de energía) y propiedades fotoluminiscentes (espectroscopia fotoluminiscente). Los resultados obtenidos por microscopia electrónica de barrido, mostraron películas con una superficie muy rugosa, característica que las hace un material óptimo, para aplicaciones luminiscentes. En cuanto a los resultados estructurales, se encontró, que al aumentar la temperatura de depósito, el material adquiere una estructura cristalina tetragonal con una orientación preferencial (1 1 1), así como un aumento en el tamaño de los cristales. La variación de la temperatura de depósito también se vio reflejada en la composición química de las películas, ya que con el aumento de esta, la cantidad de cloro presente en las muestras disminuyó, permitiendo que la composición química se acercara más a la relación óptima para las películas de ZrO2. En cuanto a las líneas de emisión presentes, podemos identificar, para las películas impurificadas con europio líneas centradas en 578nm, 591nm, 612nm, 653nm y 703nm; asociadas a las transiciones 5 D0 → 7 F0, 5 D0 → 7 F1, 5 D0 → 7 F2, 5 D0 → 7 F3, 5 D0 → 7 F4 respectivamente. En el caso del terbio, las transiciones que se pueden identificar son 5 D4 → 7 F6, 5 D4 → 7 F5, 5 D4 → 7 F4, 5 D0 → 7 F3 con líneas de emisión centradas en 489nm, 548nm, 588nm y 620nm. Para las películas que se depositaron con una combinación de terbio y europio, se encontró que también las líneas de emisión son un combinación de las transiciones pertenecientes al europio y terbio, siendo la más intensa, la emisión del terbio en ∼548nm.
ABSTRACT: In this thesis work are reported the morphologic characteristics, chemical composition and the photoluminescence properties of the thin films of zirconium oxide (ZrO2), doped with a combination of europium (Eu3+) and terbium (Tb3+), also the characteristics of the thin films with only one impurity; all of them, obtained with the pneumatic spray pyrolysis technique. As precursors materials for the fabrication of this films, we used octahydrate zirconium oxychloride (ZrOCl2.8H2O), hexahydrate europium chloride (EuCl3.6H2O) and hexahydrate terbium chloride (TbCl3.6H2O); all the compounds, dissolved in deionized water. Thereafter, the films were deposited on Corning glass and silicon at different temperatures, all this with the purpose of knowing the influence that this parameter has in the cristallinity and photoluminescent properties of the material. Once the films were made, they were characterized to know their topology (Scanning Electronic Microscopy), crystal structure (X Ray Diffraction), chemical composition (Energy Dispersive Spectroscopy) and photoluminescent properties (Photoluminescence Spectroscopy). The results obtained by scanning electrons microscopy, shown films with rough surfaces, characteristic that makes the material optimal for luminescence applications. Inasmuch as the structural results, we found, that when the deposit temperature was increased, the material take a tetragonal crystal structure with a preferential orientation (1 1 1), besides, the size of the crystals also increased. The variation in the deposit temperature also was reflected in the chemical composition of the films, since with the increase of this parameter, the amount of chloride in the films decreased, allowing that the chemical composition was closer to the optimal relationship for de ZrO2 films. According with the emission lines, we can identify, for the films doped with europium lines centered at 578nm, 591nm, 612nm, 653nm y 703nm; associated with the transitions 5 D0 → 7 F0, 5 D0 → 7 F1, 5 D0 → 7 F2, 5 D0 → 7 F3, 5 D0 → 7 F4 respectively In the case of the terbium, the transitions that we can identify are 5 D4 → 7 F6, 5 D4 → 7 F5, 5 D4 → 7 F4, 5 D0 → 7 F3 , with lines of emission centered at en 489nm, 548nm, 588nm y 620nm. For the films that were deposited with a combination of terbium and europium, we found that also, the lines of emission are a combination of the transitions corresponding to the europium and terbium; the most intense line of emission is the one of terbium at ∼548nm.
