Obtención Diversos Materiales (Silicio polimorfo nanoestructurado, Óxidos de Titanio, Zirconio y Cerio) para se utilizados como soportes en sistemas catalíticos en base a nanoparticulas de silicio, oro y paladio tratadas por PECVD. Planteamiento, justificación y descripción general del Proyecto. SINTESIS DEL PROYECTO El desarrollo de nuevas tecnologías en materiales para su uso en dispositivos semiconductores y catalíticos, ha motivado la apertura de un amplio campo de investigación en compuestos semiconductores en forma de películas delgadas, materiales nanoestructurados, óxidos metalicos que puedan ser utilizados como soportes (anclados o embebidos en ellos) de diferentes nanopartículas ya sean semiconductoras o metálicas . En particular, el silicio polimorfo y sus diferentes aleaciones han recibido una amplia atención a nivel mundial como posibles soportes de nanopartículas cristalinas de silicio y oro. El silicio y sus aleaciones están siendo ampliamente investigados en sus formas ultradelgadas (1 a 10 nm), en forma de nanoparticulas (1 a 5 nm de diámetro), en películas polimorfas nanoestructuradas y como parte de diferentes matrices ya sea en óxidos, nitruros o carburos de silicio. Las aplicaciones de estos materiales pueden ser muy diversas y van desde el sueño de muchos investigadores de poder obtener el láser de silicio a diodos emisores de luz (LED`s) de diferentes colores, transistores TFT, celdas solares de alta eficiencia, pantallas ultradelgadas, sensores de diferentes radiaciones, en sistemas catalíticos. Existen también una gran diversidad de óxidos metálicos obtenidos por la técnica de rocío pirolítico, como el Óxidos de Titanio, Óxidos de Zirconio y Óxidos de Cerio que pueden ser utilizados como soportes para nanopartículas de oro, platino y paladio lo cual hace que se incremente sus propiedades catalíticas. Desde hace más de 10 años en los Laboratorios de Materiales y Dispositivos a Películas Delgadas del Departamento de la Materia Condensada y Criogenia del Instituto de Investigaciones en Materiales se viene trabajando en la obtención y estudio de diversos compuestos de silicio obtenidos por la técnica de depósito en fase vapor asistido por plasma o PECVD como es conocida por su siglas en inglés y óxidos metálicos de diverso tipos obtenidos por la técnica de roció pirolítico. Estas técnicas por su versatilidad y sencillez permiten la obtención de una gran variedad de materiales a partir de la descomposición de distintos compuestos como son los haluros de silicio y su mezcla con otros gases así como de diversas sales metálicas. Mas recientemente y con el gran auge en la Nanociencia y la Nanotecnología en nuestros laboratorios se han comenzado investigaciones para la obtención de nanopartículas de diferentes metales. En función de la densidad de estas partículas, sus tamaños y su estado amorfo o cristalino, cambian abruptamente las propiedades ópticas, eléctricas y catalíticas de estos sistemas. La obtención de nanopartículas de oro por la técnica de sputtering las cuales son embebidas en matrices de nitruro de silicio crecidas por plasma, para el estudio de sus propiedades catalíticas y de óptica no linear se ha venido consolidando. Con ayuda de los sistemas de plasma se logra controlar el tamaño, la densidad y los estados de oxidación de estas nanopartículas metálicas aspectos fundamentales e influyentes en la actividad catalítica de estos sistemas, este último aspecto muy novedoso y original. Con ayuda del financiamiento del presente proyecto, nosotros queremos obtener y estudiar en todos sus aspectos, películas delgadas y ultradelgadas de silicio polimorfo nanoestructurado de diferentes resistividades y diferente tipo de conductividad o sea tipo n y tipo p, crecidas sobre diferentes substratos, asi como diferentes óxidos metálicos para ser utilizados como soportes de nanopartículas de oro tratadas en plasmas reductores y oxidantes. Estos materiales, los cuales han comenzado a ser estudiados muy recientemente por algunos grupos fundamentalmente en Japón, Estados Unidos y Alemania, representan materiales de avanzada para la fabricación de estructuras fotovoltaicas novedosas a películas delgadas, en la fabricación de dispositivos electroluminiscente en base a silicio y para ser utilizados en dispositivos catalíticos. En nuestros laboratorios de crecimiento, se cuenta con amplia experiencia en el manejo y utilización de los sistemas de depósito asistidos por plasma, tanto directo como remoto, para la obtención de compuestos de silicio, así como de los sistemas de crecimiento por la técnica de rocío pirolítico. Este proyecto permitirá tanto al instituto de Investigación en Materiales como a la UNAM ponerse a la vanguardia en la investigación y desarrollo de este tipo de materiales y contribuirá a la formación y desarrollo de nuevos cuadros científicos tanto doctores en ciencia como maestros en ciencias en esta disciplina de gran realce mundial.

Primero que nada y como se explico anteriormente, es importante remarcar que este proyecto se encuentra en la frontera del conocimiento en una temática de muy alta actualidad como son las nanociencias y las nanotecnologías. Este proyecto aportará el conocimiento de los mecanismos físicos y químicos de formación y crecimiento de las nanoestructuras de silicio y oro en diferentes matrices semiconductoras cerámicas y dieléctricas. Se logrará mediante este estudio la posibilidad de lograr repetibilidad y fiabilidad en los procesos de crecimiento de materiales nanoestructurados polimorfos y así, poder pasar a una nueva etapa de fabricación de dispositivos basados en ellas. Es importante decir que las técnicas las cuales con ayuda de este proyecto queremos terminar de implementar y ponerlas a disposición d ela ciencia en la UNAM y en las cuales tenemos una amplia experiencia se perfilan a nivel mundial, como las técnicas fundamentales para la obtención de estos tipos de materiales gracias a su compatibilidad con los procesos industriales que se utilizan hoy en día en la industria microelectrónica y catalítica. Mediante la ejecución de este proyecto además de crear una importante infraestructura, se podrán publicar importantes artículos internacionales en revistas de muy alto impacto, también se podrán escribir patentes relacionadas con las técnicas de crecimiento, así como se podrá contribuir a la formación de estudiantes de nuestro posgrado tanto en maestría como en doctorado. Es importante recalcar que con el desarrollo de este tipo de proyecto se enriquecen los cursos tanto de pregrado como de posgrado que impartimos en la universidad elevando el nivel técnico y científico de nuestros estudiantes.