chimia precursorilor metal-organici utilizati la … projects/workshop...chimia precursorilor...

15
Chimia precursorilor metal -organici utilizati Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor magnetice, structurale si morfologice si dinamicii de spin in micro si nanostructuri oxidice feromagnetice Dr. Mircea Nasui la cresterea filmelor subtiri Monitorizare proiect PCCE-ID106 Cluj-Napoca 4.04.2012

Upload: others

Post on 01-Jan-2020

14 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Chimia precursorilor metal-organici utilizati la … projects/Workshop...Chimia precursorilor metal-organici utilizati Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor

Chimia precursorilor metal-organici utilizati

Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor magnetice structurale si morfologice si dinamicii de spin in micro

si nanostructuri oxidice feromagnetice

Dr Mircea Nasui

Chimia precursorilor metal-organici utilizati la cresterea filmelor subtiri

Monitorizare proiect PCCE-ID106Cluj-Napoca 4042012

Planul experimental pentru obtinerea filmelor epitaxiale prin metode chimicePlanul experimental pentru obtinerea filmelor epitaxiale deLa066Sr033 MnO3 (LSMO) prin metode chimice

[La2(CH3CH2COO)6 ∙(H2O)3]

Precursorul de lantan (LaProp3)La(CH3COCHCOCH3)3 + CH3CH2COOH

Cambridge Crystallographic Data Centre [CCDC 731722]

Nr de coordinare 9 si 10Imaginea optica a monocristalului

a Bidentat chelaticb Bidentat in punte triconectiva

La(1) La(2)

(a) (b)

Formula structurala C18 H36 La2 O18

Masa moleculară 81829 T [K] 297(2) Lungime de undă 071073 AringSistemul cristalografic monoclinicGrupul spatial P 21c Dimensiune celulaa (Aring) 10347b (Aring) 15348c (Aring) 20916

Datele cristalografice a monocristalului de LaProp3

c (Aring) 20916α ( o ) 9000β ( o ) 103108γ ( o ) 9000Volumul celulei (Aring3) 323504(574)Z 4Densitatea calc 150188 gcm3

Nr reflexiilor colectate 22528Dimensiunea cristalului 023 x 022 x 020 mmR1[Igt2σ(I)] 00926R2 [18] 01179Calitatea fitarii pentru F2 1217

Atom 12d 12 [Aring]raze X

d 12 [Aring]FT-IR

Atom 12d 12 [Aring] raze X

d 12 [Aring] FT-IR

La1mdashO8 2529 2548 La2mdashO13 2545 2598La1mdashO1 2702 2712 La2mdashO9 2645 2613La1mdashO12i 2733 2725 La2mdashO7ii 2666 2606La1mdashC7 2947 2958 La2mdashC13 2949 2856La1mdashC1 3003 3013 La2mdashC10 3009 3019O12mdashLa1ii 2733 2642 O1mdashC1 1270 1425O8mdashC16i 1248 1256 C7mdashC8 1533 1568C10mdashC11 155 1425 C2mdashC3 1385 1681La2mdashO14 2497 2642 C17mdashC18 1365 1391

Principalele distanţe dintre legături icircn compusul LaProp3

La2mdashO14 2497 2642 C17mdashC18 1365 1391La2mdashO15 2532 2546 C8mdashC9 1475 1501O7mdashLa1mdashO8 1128 11302 O8mdashLa1mdashO9 1509 1602O7mdashLa1mdashO9 7902 8010 O7mdashLa1mdashO2 1485 1489La2mdashO1mdashLa1 1144 1149 La1mdashO9mdashLa2 1153 1158

Bidentat chelatic La1mdashO3 2576 2568 La1mdashO6 2593 2551La1mdashO5 2591 2552 La1mdashO4 2668 2642O5mdashC7mdashO6 1222 1228 O3mdashC4mdashO4 1202 12101Icircn punte triconectivăLa1mdashO7 2509 2558 La2mdashO1 2497 2460La1mdashO2 2534 2553 La2mdashO11 2529 2601La1mdashO9 2535 2541 La2mdashO10 2624 2625O10mdashC10mdashO9 1214 1219 O1mdashC1mdashO2 1204 1207

-aceste interactiuni intermoleculare conduc la interconectarea lanţurilor polimerice intr-o structura supramoleculara tridimensionala

Precursorul de lantan (LaProp3)

Impachetarea cristalina icircn planul cristalografic ac

interacţiuni intermoleculare de hidrogen H-OhellipH

Unitatea structurala din polimerul coordinativ

Precursorul de lantan (LaProp3)

SolutiePulberemonocristal

XRD-pulberemonocristal

-lungimile de unda 1417 12831079 cm-1 atribuite vibratiilorasimetrice si respectiv simetrice deintindere ale legaturii COO- CH2-corespunzatoare propionatilor

XRD-pulberemonocristal

Precursorul de lantan (LaProp3)

Pulberea precursoare

din analiza TG s-a calculat masa moleculara (867 uam) corespunzatoare unuipropionat de lantan [La2 (CH3CH2COO)6 ∙(H2O)3] ∙ 35H2O

din analiza TG-MS s-a demonstrat ca descompunerea termică se produce icircnpatru etape[La2 (CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3] ∙35H2O rarr [La2(CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3] + 35H2O La2 (CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3 rarr La2 (CH3CH2COO)6 + 3H2O La2 (CH3CH2COO)6 rarr La2O(CO3)2+ 3CH3COCH2CH2CH3 + CO2La2O(CO3)2rarr La2O3+ 2CO2

Obţinerea şi caracterizarea filmelor de La2O3

800 oc RMS=205 nm

La(CH3COCHCOCH3)3 + CH3CH2COOH

800 oc

900 oc

Aplicatii electronica optica cataliza

constantă dielectrica mare

RMS=205 nm

RMS=56 nm

Grosime35 nm

[1] LCiontea MNasui si colab Materials Research Bulletin 45 (2010) 1203ndash1208

metal- oxid- semiconductor

Ba(CH3CH2COO)10(CH3COO)45H2O

Monocristale - precursori

Zr6O(OH)4(CH3CH2COO)12

Cu(CH3CH2COO)2 2H2O

Monocristale - precursori

Y(CH3CH2COO)3]∙15H2O

Concluzii

corelatie pulbere-solutie-monocristal-film subtire La2O3

caracterizarea solutiei pulberii si monocristaluluiprecursorului de La prin analize TG-DTA MS IR si RX -monocristal si pulbere

stabilirea mecanismului de descompunere a precursorului deLa

optimizarea tratamentului termic in vederea obtinerii filmelorde La2O3

caracterizarea structurala si morfologica a filmelor de La2O3

VA MULTUMESC

100 nm 100 nm

800 oC 900 oC

-tratament termic- aerCaracterizarea morfologica SEM

1100 oCSEM

1

AFM

Filme Epitaxiale de LSMO

100 nm497 nm

100 nm

1100 oC1000 oC

porozitate redusa coalescenta buna

Analizele SEM s-au efectuat la Centrul ENEAFrascati Roma

100 nm

Page 2: Chimia precursorilor metal-organici utilizati la … projects/Workshop...Chimia precursorilor metal-organici utilizati Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor

Planul experimental pentru obtinerea filmelor epitaxiale prin metode chimicePlanul experimental pentru obtinerea filmelor epitaxiale deLa066Sr033 MnO3 (LSMO) prin metode chimice

[La2(CH3CH2COO)6 ∙(H2O)3]

Precursorul de lantan (LaProp3)La(CH3COCHCOCH3)3 + CH3CH2COOH

Cambridge Crystallographic Data Centre [CCDC 731722]

Nr de coordinare 9 si 10Imaginea optica a monocristalului

a Bidentat chelaticb Bidentat in punte triconectiva

La(1) La(2)

(a) (b)

Formula structurala C18 H36 La2 O18

Masa moleculară 81829 T [K] 297(2) Lungime de undă 071073 AringSistemul cristalografic monoclinicGrupul spatial P 21c Dimensiune celulaa (Aring) 10347b (Aring) 15348c (Aring) 20916

Datele cristalografice a monocristalului de LaProp3

c (Aring) 20916α ( o ) 9000β ( o ) 103108γ ( o ) 9000Volumul celulei (Aring3) 323504(574)Z 4Densitatea calc 150188 gcm3

Nr reflexiilor colectate 22528Dimensiunea cristalului 023 x 022 x 020 mmR1[Igt2σ(I)] 00926R2 [18] 01179Calitatea fitarii pentru F2 1217

Atom 12d 12 [Aring]raze X

d 12 [Aring]FT-IR

Atom 12d 12 [Aring] raze X

d 12 [Aring] FT-IR

La1mdashO8 2529 2548 La2mdashO13 2545 2598La1mdashO1 2702 2712 La2mdashO9 2645 2613La1mdashO12i 2733 2725 La2mdashO7ii 2666 2606La1mdashC7 2947 2958 La2mdashC13 2949 2856La1mdashC1 3003 3013 La2mdashC10 3009 3019O12mdashLa1ii 2733 2642 O1mdashC1 1270 1425O8mdashC16i 1248 1256 C7mdashC8 1533 1568C10mdashC11 155 1425 C2mdashC3 1385 1681La2mdashO14 2497 2642 C17mdashC18 1365 1391

Principalele distanţe dintre legături icircn compusul LaProp3

La2mdashO14 2497 2642 C17mdashC18 1365 1391La2mdashO15 2532 2546 C8mdashC9 1475 1501O7mdashLa1mdashO8 1128 11302 O8mdashLa1mdashO9 1509 1602O7mdashLa1mdashO9 7902 8010 O7mdashLa1mdashO2 1485 1489La2mdashO1mdashLa1 1144 1149 La1mdashO9mdashLa2 1153 1158

Bidentat chelatic La1mdashO3 2576 2568 La1mdashO6 2593 2551La1mdashO5 2591 2552 La1mdashO4 2668 2642O5mdashC7mdashO6 1222 1228 O3mdashC4mdashO4 1202 12101Icircn punte triconectivăLa1mdashO7 2509 2558 La2mdashO1 2497 2460La1mdashO2 2534 2553 La2mdashO11 2529 2601La1mdashO9 2535 2541 La2mdashO10 2624 2625O10mdashC10mdashO9 1214 1219 O1mdashC1mdashO2 1204 1207

-aceste interactiuni intermoleculare conduc la interconectarea lanţurilor polimerice intr-o structura supramoleculara tridimensionala

Precursorul de lantan (LaProp3)

Impachetarea cristalina icircn planul cristalografic ac

interacţiuni intermoleculare de hidrogen H-OhellipH

Unitatea structurala din polimerul coordinativ

Precursorul de lantan (LaProp3)

SolutiePulberemonocristal

XRD-pulberemonocristal

-lungimile de unda 1417 12831079 cm-1 atribuite vibratiilorasimetrice si respectiv simetrice deintindere ale legaturii COO- CH2-corespunzatoare propionatilor

XRD-pulberemonocristal

Precursorul de lantan (LaProp3)

Pulberea precursoare

din analiza TG s-a calculat masa moleculara (867 uam) corespunzatoare unuipropionat de lantan [La2 (CH3CH2COO)6 ∙(H2O)3] ∙ 35H2O

din analiza TG-MS s-a demonstrat ca descompunerea termică se produce icircnpatru etape[La2 (CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3] ∙35H2O rarr [La2(CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3] + 35H2O La2 (CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3 rarr La2 (CH3CH2COO)6 + 3H2O La2 (CH3CH2COO)6 rarr La2O(CO3)2+ 3CH3COCH2CH2CH3 + CO2La2O(CO3)2rarr La2O3+ 2CO2

Obţinerea şi caracterizarea filmelor de La2O3

800 oc RMS=205 nm

La(CH3COCHCOCH3)3 + CH3CH2COOH

800 oc

900 oc

Aplicatii electronica optica cataliza

constantă dielectrica mare

RMS=205 nm

RMS=56 nm

Grosime35 nm

[1] LCiontea MNasui si colab Materials Research Bulletin 45 (2010) 1203ndash1208

metal- oxid- semiconductor

Ba(CH3CH2COO)10(CH3COO)45H2O

Monocristale - precursori

Zr6O(OH)4(CH3CH2COO)12

Cu(CH3CH2COO)2 2H2O

Monocristale - precursori

Y(CH3CH2COO)3]∙15H2O

Concluzii

corelatie pulbere-solutie-monocristal-film subtire La2O3

caracterizarea solutiei pulberii si monocristaluluiprecursorului de La prin analize TG-DTA MS IR si RX -monocristal si pulbere

stabilirea mecanismului de descompunere a precursorului deLa

optimizarea tratamentului termic in vederea obtinerii filmelorde La2O3

caracterizarea structurala si morfologica a filmelor de La2O3

VA MULTUMESC

100 nm 100 nm

800 oC 900 oC

-tratament termic- aerCaracterizarea morfologica SEM

1100 oCSEM

1

AFM

Filme Epitaxiale de LSMO

100 nm497 nm

100 nm

1100 oC1000 oC

porozitate redusa coalescenta buna

Analizele SEM s-au efectuat la Centrul ENEAFrascati Roma

100 nm

Page 3: Chimia precursorilor metal-organici utilizati la … projects/Workshop...Chimia precursorilor metal-organici utilizati Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor

[La2(CH3CH2COO)6 ∙(H2O)3]

Precursorul de lantan (LaProp3)La(CH3COCHCOCH3)3 + CH3CH2COOH

Cambridge Crystallographic Data Centre [CCDC 731722]

Nr de coordinare 9 si 10Imaginea optica a monocristalului

a Bidentat chelaticb Bidentat in punte triconectiva

La(1) La(2)

(a) (b)

Formula structurala C18 H36 La2 O18

Masa moleculară 81829 T [K] 297(2) Lungime de undă 071073 AringSistemul cristalografic monoclinicGrupul spatial P 21c Dimensiune celulaa (Aring) 10347b (Aring) 15348c (Aring) 20916

Datele cristalografice a monocristalului de LaProp3

c (Aring) 20916α ( o ) 9000β ( o ) 103108γ ( o ) 9000Volumul celulei (Aring3) 323504(574)Z 4Densitatea calc 150188 gcm3

Nr reflexiilor colectate 22528Dimensiunea cristalului 023 x 022 x 020 mmR1[Igt2σ(I)] 00926R2 [18] 01179Calitatea fitarii pentru F2 1217

Atom 12d 12 [Aring]raze X

d 12 [Aring]FT-IR

Atom 12d 12 [Aring] raze X

d 12 [Aring] FT-IR

La1mdashO8 2529 2548 La2mdashO13 2545 2598La1mdashO1 2702 2712 La2mdashO9 2645 2613La1mdashO12i 2733 2725 La2mdashO7ii 2666 2606La1mdashC7 2947 2958 La2mdashC13 2949 2856La1mdashC1 3003 3013 La2mdashC10 3009 3019O12mdashLa1ii 2733 2642 O1mdashC1 1270 1425O8mdashC16i 1248 1256 C7mdashC8 1533 1568C10mdashC11 155 1425 C2mdashC3 1385 1681La2mdashO14 2497 2642 C17mdashC18 1365 1391

Principalele distanţe dintre legături icircn compusul LaProp3

La2mdashO14 2497 2642 C17mdashC18 1365 1391La2mdashO15 2532 2546 C8mdashC9 1475 1501O7mdashLa1mdashO8 1128 11302 O8mdashLa1mdashO9 1509 1602O7mdashLa1mdashO9 7902 8010 O7mdashLa1mdashO2 1485 1489La2mdashO1mdashLa1 1144 1149 La1mdashO9mdashLa2 1153 1158

Bidentat chelatic La1mdashO3 2576 2568 La1mdashO6 2593 2551La1mdashO5 2591 2552 La1mdashO4 2668 2642O5mdashC7mdashO6 1222 1228 O3mdashC4mdashO4 1202 12101Icircn punte triconectivăLa1mdashO7 2509 2558 La2mdashO1 2497 2460La1mdashO2 2534 2553 La2mdashO11 2529 2601La1mdashO9 2535 2541 La2mdashO10 2624 2625O10mdashC10mdashO9 1214 1219 O1mdashC1mdashO2 1204 1207

-aceste interactiuni intermoleculare conduc la interconectarea lanţurilor polimerice intr-o structura supramoleculara tridimensionala

Precursorul de lantan (LaProp3)

Impachetarea cristalina icircn planul cristalografic ac

interacţiuni intermoleculare de hidrogen H-OhellipH

Unitatea structurala din polimerul coordinativ

Precursorul de lantan (LaProp3)

SolutiePulberemonocristal

XRD-pulberemonocristal

-lungimile de unda 1417 12831079 cm-1 atribuite vibratiilorasimetrice si respectiv simetrice deintindere ale legaturii COO- CH2-corespunzatoare propionatilor

XRD-pulberemonocristal

Precursorul de lantan (LaProp3)

Pulberea precursoare

din analiza TG s-a calculat masa moleculara (867 uam) corespunzatoare unuipropionat de lantan [La2 (CH3CH2COO)6 ∙(H2O)3] ∙ 35H2O

din analiza TG-MS s-a demonstrat ca descompunerea termică se produce icircnpatru etape[La2 (CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3] ∙35H2O rarr [La2(CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3] + 35H2O La2 (CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3 rarr La2 (CH3CH2COO)6 + 3H2O La2 (CH3CH2COO)6 rarr La2O(CO3)2+ 3CH3COCH2CH2CH3 + CO2La2O(CO3)2rarr La2O3+ 2CO2

Obţinerea şi caracterizarea filmelor de La2O3

800 oc RMS=205 nm

La(CH3COCHCOCH3)3 + CH3CH2COOH

800 oc

900 oc

Aplicatii electronica optica cataliza

constantă dielectrica mare

RMS=205 nm

RMS=56 nm

Grosime35 nm

[1] LCiontea MNasui si colab Materials Research Bulletin 45 (2010) 1203ndash1208

metal- oxid- semiconductor

Ba(CH3CH2COO)10(CH3COO)45H2O

Monocristale - precursori

Zr6O(OH)4(CH3CH2COO)12

Cu(CH3CH2COO)2 2H2O

Monocristale - precursori

Y(CH3CH2COO)3]∙15H2O

Concluzii

corelatie pulbere-solutie-monocristal-film subtire La2O3

caracterizarea solutiei pulberii si monocristaluluiprecursorului de La prin analize TG-DTA MS IR si RX -monocristal si pulbere

stabilirea mecanismului de descompunere a precursorului deLa

optimizarea tratamentului termic in vederea obtinerii filmelorde La2O3

caracterizarea structurala si morfologica a filmelor de La2O3

VA MULTUMESC

100 nm 100 nm

800 oC 900 oC

-tratament termic- aerCaracterizarea morfologica SEM

1100 oCSEM

1

AFM

Filme Epitaxiale de LSMO

100 nm497 nm

100 nm

1100 oC1000 oC

porozitate redusa coalescenta buna

Analizele SEM s-au efectuat la Centrul ENEAFrascati Roma

100 nm

Page 4: Chimia precursorilor metal-organici utilizati la … projects/Workshop...Chimia precursorilor metal-organici utilizati Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor

Formula structurala C18 H36 La2 O18

Masa moleculară 81829 T [K] 297(2) Lungime de undă 071073 AringSistemul cristalografic monoclinicGrupul spatial P 21c Dimensiune celulaa (Aring) 10347b (Aring) 15348c (Aring) 20916

Datele cristalografice a monocristalului de LaProp3

c (Aring) 20916α ( o ) 9000β ( o ) 103108γ ( o ) 9000Volumul celulei (Aring3) 323504(574)Z 4Densitatea calc 150188 gcm3

Nr reflexiilor colectate 22528Dimensiunea cristalului 023 x 022 x 020 mmR1[Igt2σ(I)] 00926R2 [18] 01179Calitatea fitarii pentru F2 1217

Atom 12d 12 [Aring]raze X

d 12 [Aring]FT-IR

Atom 12d 12 [Aring] raze X

d 12 [Aring] FT-IR

La1mdashO8 2529 2548 La2mdashO13 2545 2598La1mdashO1 2702 2712 La2mdashO9 2645 2613La1mdashO12i 2733 2725 La2mdashO7ii 2666 2606La1mdashC7 2947 2958 La2mdashC13 2949 2856La1mdashC1 3003 3013 La2mdashC10 3009 3019O12mdashLa1ii 2733 2642 O1mdashC1 1270 1425O8mdashC16i 1248 1256 C7mdashC8 1533 1568C10mdashC11 155 1425 C2mdashC3 1385 1681La2mdashO14 2497 2642 C17mdashC18 1365 1391

Principalele distanţe dintre legături icircn compusul LaProp3

La2mdashO14 2497 2642 C17mdashC18 1365 1391La2mdashO15 2532 2546 C8mdashC9 1475 1501O7mdashLa1mdashO8 1128 11302 O8mdashLa1mdashO9 1509 1602O7mdashLa1mdashO9 7902 8010 O7mdashLa1mdashO2 1485 1489La2mdashO1mdashLa1 1144 1149 La1mdashO9mdashLa2 1153 1158

Bidentat chelatic La1mdashO3 2576 2568 La1mdashO6 2593 2551La1mdashO5 2591 2552 La1mdashO4 2668 2642O5mdashC7mdashO6 1222 1228 O3mdashC4mdashO4 1202 12101Icircn punte triconectivăLa1mdashO7 2509 2558 La2mdashO1 2497 2460La1mdashO2 2534 2553 La2mdashO11 2529 2601La1mdashO9 2535 2541 La2mdashO10 2624 2625O10mdashC10mdashO9 1214 1219 O1mdashC1mdashO2 1204 1207

-aceste interactiuni intermoleculare conduc la interconectarea lanţurilor polimerice intr-o structura supramoleculara tridimensionala

Precursorul de lantan (LaProp3)

Impachetarea cristalina icircn planul cristalografic ac

interacţiuni intermoleculare de hidrogen H-OhellipH

Unitatea structurala din polimerul coordinativ

Precursorul de lantan (LaProp3)

SolutiePulberemonocristal

XRD-pulberemonocristal

-lungimile de unda 1417 12831079 cm-1 atribuite vibratiilorasimetrice si respectiv simetrice deintindere ale legaturii COO- CH2-corespunzatoare propionatilor

XRD-pulberemonocristal

Precursorul de lantan (LaProp3)

Pulberea precursoare

din analiza TG s-a calculat masa moleculara (867 uam) corespunzatoare unuipropionat de lantan [La2 (CH3CH2COO)6 ∙(H2O)3] ∙ 35H2O

din analiza TG-MS s-a demonstrat ca descompunerea termică se produce icircnpatru etape[La2 (CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3] ∙35H2O rarr [La2(CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3] + 35H2O La2 (CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3 rarr La2 (CH3CH2COO)6 + 3H2O La2 (CH3CH2COO)6 rarr La2O(CO3)2+ 3CH3COCH2CH2CH3 + CO2La2O(CO3)2rarr La2O3+ 2CO2

Obţinerea şi caracterizarea filmelor de La2O3

800 oc RMS=205 nm

La(CH3COCHCOCH3)3 + CH3CH2COOH

800 oc

900 oc

Aplicatii electronica optica cataliza

constantă dielectrica mare

RMS=205 nm

RMS=56 nm

Grosime35 nm

[1] LCiontea MNasui si colab Materials Research Bulletin 45 (2010) 1203ndash1208

metal- oxid- semiconductor

Ba(CH3CH2COO)10(CH3COO)45H2O

Monocristale - precursori

Zr6O(OH)4(CH3CH2COO)12

Cu(CH3CH2COO)2 2H2O

Monocristale - precursori

Y(CH3CH2COO)3]∙15H2O

Concluzii

corelatie pulbere-solutie-monocristal-film subtire La2O3

caracterizarea solutiei pulberii si monocristaluluiprecursorului de La prin analize TG-DTA MS IR si RX -monocristal si pulbere

stabilirea mecanismului de descompunere a precursorului deLa

optimizarea tratamentului termic in vederea obtinerii filmelorde La2O3

caracterizarea structurala si morfologica a filmelor de La2O3

VA MULTUMESC

100 nm 100 nm

800 oC 900 oC

-tratament termic- aerCaracterizarea morfologica SEM

1100 oCSEM

1

AFM

Filme Epitaxiale de LSMO

100 nm497 nm

100 nm

1100 oC1000 oC

porozitate redusa coalescenta buna

Analizele SEM s-au efectuat la Centrul ENEAFrascati Roma

100 nm

Page 5: Chimia precursorilor metal-organici utilizati la … projects/Workshop...Chimia precursorilor metal-organici utilizati Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor

Atom 12d 12 [Aring]raze X

d 12 [Aring]FT-IR

Atom 12d 12 [Aring] raze X

d 12 [Aring] FT-IR

La1mdashO8 2529 2548 La2mdashO13 2545 2598La1mdashO1 2702 2712 La2mdashO9 2645 2613La1mdashO12i 2733 2725 La2mdashO7ii 2666 2606La1mdashC7 2947 2958 La2mdashC13 2949 2856La1mdashC1 3003 3013 La2mdashC10 3009 3019O12mdashLa1ii 2733 2642 O1mdashC1 1270 1425O8mdashC16i 1248 1256 C7mdashC8 1533 1568C10mdashC11 155 1425 C2mdashC3 1385 1681La2mdashO14 2497 2642 C17mdashC18 1365 1391

Principalele distanţe dintre legături icircn compusul LaProp3

La2mdashO14 2497 2642 C17mdashC18 1365 1391La2mdashO15 2532 2546 C8mdashC9 1475 1501O7mdashLa1mdashO8 1128 11302 O8mdashLa1mdashO9 1509 1602O7mdashLa1mdashO9 7902 8010 O7mdashLa1mdashO2 1485 1489La2mdashO1mdashLa1 1144 1149 La1mdashO9mdashLa2 1153 1158

Bidentat chelatic La1mdashO3 2576 2568 La1mdashO6 2593 2551La1mdashO5 2591 2552 La1mdashO4 2668 2642O5mdashC7mdashO6 1222 1228 O3mdashC4mdashO4 1202 12101Icircn punte triconectivăLa1mdashO7 2509 2558 La2mdashO1 2497 2460La1mdashO2 2534 2553 La2mdashO11 2529 2601La1mdashO9 2535 2541 La2mdashO10 2624 2625O10mdashC10mdashO9 1214 1219 O1mdashC1mdashO2 1204 1207

-aceste interactiuni intermoleculare conduc la interconectarea lanţurilor polimerice intr-o structura supramoleculara tridimensionala

Precursorul de lantan (LaProp3)

Impachetarea cristalina icircn planul cristalografic ac

interacţiuni intermoleculare de hidrogen H-OhellipH

Unitatea structurala din polimerul coordinativ

Precursorul de lantan (LaProp3)

SolutiePulberemonocristal

XRD-pulberemonocristal

-lungimile de unda 1417 12831079 cm-1 atribuite vibratiilorasimetrice si respectiv simetrice deintindere ale legaturii COO- CH2-corespunzatoare propionatilor

XRD-pulberemonocristal

Precursorul de lantan (LaProp3)

Pulberea precursoare

din analiza TG s-a calculat masa moleculara (867 uam) corespunzatoare unuipropionat de lantan [La2 (CH3CH2COO)6 ∙(H2O)3] ∙ 35H2O

din analiza TG-MS s-a demonstrat ca descompunerea termică se produce icircnpatru etape[La2 (CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3] ∙35H2O rarr [La2(CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3] + 35H2O La2 (CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3 rarr La2 (CH3CH2COO)6 + 3H2O La2 (CH3CH2COO)6 rarr La2O(CO3)2+ 3CH3COCH2CH2CH3 + CO2La2O(CO3)2rarr La2O3+ 2CO2

Obţinerea şi caracterizarea filmelor de La2O3

800 oc RMS=205 nm

La(CH3COCHCOCH3)3 + CH3CH2COOH

800 oc

900 oc

Aplicatii electronica optica cataliza

constantă dielectrica mare

RMS=205 nm

RMS=56 nm

Grosime35 nm

[1] LCiontea MNasui si colab Materials Research Bulletin 45 (2010) 1203ndash1208

metal- oxid- semiconductor

Ba(CH3CH2COO)10(CH3COO)45H2O

Monocristale - precursori

Zr6O(OH)4(CH3CH2COO)12

Cu(CH3CH2COO)2 2H2O

Monocristale - precursori

Y(CH3CH2COO)3]∙15H2O

Concluzii

corelatie pulbere-solutie-monocristal-film subtire La2O3

caracterizarea solutiei pulberii si monocristaluluiprecursorului de La prin analize TG-DTA MS IR si RX -monocristal si pulbere

stabilirea mecanismului de descompunere a precursorului deLa

optimizarea tratamentului termic in vederea obtinerii filmelorde La2O3

caracterizarea structurala si morfologica a filmelor de La2O3

VA MULTUMESC

100 nm 100 nm

800 oC 900 oC

-tratament termic- aerCaracterizarea morfologica SEM

1100 oCSEM

1

AFM

Filme Epitaxiale de LSMO

100 nm497 nm

100 nm

1100 oC1000 oC

porozitate redusa coalescenta buna

Analizele SEM s-au efectuat la Centrul ENEAFrascati Roma

100 nm

Page 6: Chimia precursorilor metal-organici utilizati la … projects/Workshop...Chimia precursorilor metal-organici utilizati Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor

-aceste interactiuni intermoleculare conduc la interconectarea lanţurilor polimerice intr-o structura supramoleculara tridimensionala

Precursorul de lantan (LaProp3)

Impachetarea cristalina icircn planul cristalografic ac

interacţiuni intermoleculare de hidrogen H-OhellipH

Unitatea structurala din polimerul coordinativ

Precursorul de lantan (LaProp3)

SolutiePulberemonocristal

XRD-pulberemonocristal

-lungimile de unda 1417 12831079 cm-1 atribuite vibratiilorasimetrice si respectiv simetrice deintindere ale legaturii COO- CH2-corespunzatoare propionatilor

XRD-pulberemonocristal

Precursorul de lantan (LaProp3)

Pulberea precursoare

din analiza TG s-a calculat masa moleculara (867 uam) corespunzatoare unuipropionat de lantan [La2 (CH3CH2COO)6 ∙(H2O)3] ∙ 35H2O

din analiza TG-MS s-a demonstrat ca descompunerea termică se produce icircnpatru etape[La2 (CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3] ∙35H2O rarr [La2(CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3] + 35H2O La2 (CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3 rarr La2 (CH3CH2COO)6 + 3H2O La2 (CH3CH2COO)6 rarr La2O(CO3)2+ 3CH3COCH2CH2CH3 + CO2La2O(CO3)2rarr La2O3+ 2CO2

Obţinerea şi caracterizarea filmelor de La2O3

800 oc RMS=205 nm

La(CH3COCHCOCH3)3 + CH3CH2COOH

800 oc

900 oc

Aplicatii electronica optica cataliza

constantă dielectrica mare

RMS=205 nm

RMS=56 nm

Grosime35 nm

[1] LCiontea MNasui si colab Materials Research Bulletin 45 (2010) 1203ndash1208

metal- oxid- semiconductor

Ba(CH3CH2COO)10(CH3COO)45H2O

Monocristale - precursori

Zr6O(OH)4(CH3CH2COO)12

Cu(CH3CH2COO)2 2H2O

Monocristale - precursori

Y(CH3CH2COO)3]∙15H2O

Concluzii

corelatie pulbere-solutie-monocristal-film subtire La2O3

caracterizarea solutiei pulberii si monocristaluluiprecursorului de La prin analize TG-DTA MS IR si RX -monocristal si pulbere

stabilirea mecanismului de descompunere a precursorului deLa

optimizarea tratamentului termic in vederea obtinerii filmelorde La2O3

caracterizarea structurala si morfologica a filmelor de La2O3

VA MULTUMESC

100 nm 100 nm

800 oC 900 oC

-tratament termic- aerCaracterizarea morfologica SEM

1100 oCSEM

1

AFM

Filme Epitaxiale de LSMO

100 nm497 nm

100 nm

1100 oC1000 oC

porozitate redusa coalescenta buna

Analizele SEM s-au efectuat la Centrul ENEAFrascati Roma

100 nm

Page 7: Chimia precursorilor metal-organici utilizati la … projects/Workshop...Chimia precursorilor metal-organici utilizati Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor

Precursorul de lantan (LaProp3)

SolutiePulberemonocristal

XRD-pulberemonocristal

-lungimile de unda 1417 12831079 cm-1 atribuite vibratiilorasimetrice si respectiv simetrice deintindere ale legaturii COO- CH2-corespunzatoare propionatilor

XRD-pulberemonocristal

Precursorul de lantan (LaProp3)

Pulberea precursoare

din analiza TG s-a calculat masa moleculara (867 uam) corespunzatoare unuipropionat de lantan [La2 (CH3CH2COO)6 ∙(H2O)3] ∙ 35H2O

din analiza TG-MS s-a demonstrat ca descompunerea termică se produce icircnpatru etape[La2 (CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3] ∙35H2O rarr [La2(CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3] + 35H2O La2 (CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3 rarr La2 (CH3CH2COO)6 + 3H2O La2 (CH3CH2COO)6 rarr La2O(CO3)2+ 3CH3COCH2CH2CH3 + CO2La2O(CO3)2rarr La2O3+ 2CO2

Obţinerea şi caracterizarea filmelor de La2O3

800 oc RMS=205 nm

La(CH3COCHCOCH3)3 + CH3CH2COOH

800 oc

900 oc

Aplicatii electronica optica cataliza

constantă dielectrica mare

RMS=205 nm

RMS=56 nm

Grosime35 nm

[1] LCiontea MNasui si colab Materials Research Bulletin 45 (2010) 1203ndash1208

metal- oxid- semiconductor

Ba(CH3CH2COO)10(CH3COO)45H2O

Monocristale - precursori

Zr6O(OH)4(CH3CH2COO)12

Cu(CH3CH2COO)2 2H2O

Monocristale - precursori

Y(CH3CH2COO)3]∙15H2O

Concluzii

corelatie pulbere-solutie-monocristal-film subtire La2O3

caracterizarea solutiei pulberii si monocristaluluiprecursorului de La prin analize TG-DTA MS IR si RX -monocristal si pulbere

stabilirea mecanismului de descompunere a precursorului deLa

optimizarea tratamentului termic in vederea obtinerii filmelorde La2O3

caracterizarea structurala si morfologica a filmelor de La2O3

VA MULTUMESC

100 nm 100 nm

800 oC 900 oC

-tratament termic- aerCaracterizarea morfologica SEM

1100 oCSEM

1

AFM

Filme Epitaxiale de LSMO

100 nm497 nm

100 nm

1100 oC1000 oC

porozitate redusa coalescenta buna

Analizele SEM s-au efectuat la Centrul ENEAFrascati Roma

100 nm

Page 8: Chimia precursorilor metal-organici utilizati la … projects/Workshop...Chimia precursorilor metal-organici utilizati Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor

Precursorul de lantan (LaProp3)

Pulberea precursoare

din analiza TG s-a calculat masa moleculara (867 uam) corespunzatoare unuipropionat de lantan [La2 (CH3CH2COO)6 ∙(H2O)3] ∙ 35H2O

din analiza TG-MS s-a demonstrat ca descompunerea termică se produce icircnpatru etape[La2 (CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3] ∙35H2O rarr [La2(CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3] + 35H2O La2 (CH3CH2COO)6 ∙ (H2O)3 rarr La2 (CH3CH2COO)6 + 3H2O La2 (CH3CH2COO)6 rarr La2O(CO3)2+ 3CH3COCH2CH2CH3 + CO2La2O(CO3)2rarr La2O3+ 2CO2

Obţinerea şi caracterizarea filmelor de La2O3

800 oc RMS=205 nm

La(CH3COCHCOCH3)3 + CH3CH2COOH

800 oc

900 oc

Aplicatii electronica optica cataliza

constantă dielectrica mare

RMS=205 nm

RMS=56 nm

Grosime35 nm

[1] LCiontea MNasui si colab Materials Research Bulletin 45 (2010) 1203ndash1208

metal- oxid- semiconductor

Ba(CH3CH2COO)10(CH3COO)45H2O

Monocristale - precursori

Zr6O(OH)4(CH3CH2COO)12

Cu(CH3CH2COO)2 2H2O

Monocristale - precursori

Y(CH3CH2COO)3]∙15H2O

Concluzii

corelatie pulbere-solutie-monocristal-film subtire La2O3

caracterizarea solutiei pulberii si monocristaluluiprecursorului de La prin analize TG-DTA MS IR si RX -monocristal si pulbere

stabilirea mecanismului de descompunere a precursorului deLa

optimizarea tratamentului termic in vederea obtinerii filmelorde La2O3

caracterizarea structurala si morfologica a filmelor de La2O3

VA MULTUMESC

100 nm 100 nm

800 oC 900 oC

-tratament termic- aerCaracterizarea morfologica SEM

1100 oCSEM

1

AFM

Filme Epitaxiale de LSMO

100 nm497 nm

100 nm

1100 oC1000 oC

porozitate redusa coalescenta buna

Analizele SEM s-au efectuat la Centrul ENEAFrascati Roma

100 nm

Page 9: Chimia precursorilor metal-organici utilizati la … projects/Workshop...Chimia precursorilor metal-organici utilizati Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor

Obţinerea şi caracterizarea filmelor de La2O3

800 oc RMS=205 nm

La(CH3COCHCOCH3)3 + CH3CH2COOH

800 oc

900 oc

Aplicatii electronica optica cataliza

constantă dielectrica mare

RMS=205 nm

RMS=56 nm

Grosime35 nm

[1] LCiontea MNasui si colab Materials Research Bulletin 45 (2010) 1203ndash1208

metal- oxid- semiconductor

Ba(CH3CH2COO)10(CH3COO)45H2O

Monocristale - precursori

Zr6O(OH)4(CH3CH2COO)12

Cu(CH3CH2COO)2 2H2O

Monocristale - precursori

Y(CH3CH2COO)3]∙15H2O

Concluzii

corelatie pulbere-solutie-monocristal-film subtire La2O3

caracterizarea solutiei pulberii si monocristaluluiprecursorului de La prin analize TG-DTA MS IR si RX -monocristal si pulbere

stabilirea mecanismului de descompunere a precursorului deLa

optimizarea tratamentului termic in vederea obtinerii filmelorde La2O3

caracterizarea structurala si morfologica a filmelor de La2O3

VA MULTUMESC

100 nm 100 nm

800 oC 900 oC

-tratament termic- aerCaracterizarea morfologica SEM

1100 oCSEM

1

AFM

Filme Epitaxiale de LSMO

100 nm497 nm

100 nm

1100 oC1000 oC

porozitate redusa coalescenta buna

Analizele SEM s-au efectuat la Centrul ENEAFrascati Roma

100 nm

Page 10: Chimia precursorilor metal-organici utilizati la … projects/Workshop...Chimia precursorilor metal-organici utilizati Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor

Ba(CH3CH2COO)10(CH3COO)45H2O

Monocristale - precursori

Zr6O(OH)4(CH3CH2COO)12

Cu(CH3CH2COO)2 2H2O

Monocristale - precursori

Y(CH3CH2COO)3]∙15H2O

Concluzii

corelatie pulbere-solutie-monocristal-film subtire La2O3

caracterizarea solutiei pulberii si monocristaluluiprecursorului de La prin analize TG-DTA MS IR si RX -monocristal si pulbere

stabilirea mecanismului de descompunere a precursorului deLa

optimizarea tratamentului termic in vederea obtinerii filmelorde La2O3

caracterizarea structurala si morfologica a filmelor de La2O3

VA MULTUMESC

100 nm 100 nm

800 oC 900 oC

-tratament termic- aerCaracterizarea morfologica SEM

1100 oCSEM

1

AFM

Filme Epitaxiale de LSMO

100 nm497 nm

100 nm

1100 oC1000 oC

porozitate redusa coalescenta buna

Analizele SEM s-au efectuat la Centrul ENEAFrascati Roma

100 nm

Page 11: Chimia precursorilor metal-organici utilizati la … projects/Workshop...Chimia precursorilor metal-organici utilizati Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor

Cu(CH3CH2COO)2 2H2O

Monocristale - precursori

Y(CH3CH2COO)3]∙15H2O

Concluzii

corelatie pulbere-solutie-monocristal-film subtire La2O3

caracterizarea solutiei pulberii si monocristaluluiprecursorului de La prin analize TG-DTA MS IR si RX -monocristal si pulbere

stabilirea mecanismului de descompunere a precursorului deLa

optimizarea tratamentului termic in vederea obtinerii filmelorde La2O3

caracterizarea structurala si morfologica a filmelor de La2O3

VA MULTUMESC

100 nm 100 nm

800 oC 900 oC

-tratament termic- aerCaracterizarea morfologica SEM

1100 oCSEM

1

AFM

Filme Epitaxiale de LSMO

100 nm497 nm

100 nm

1100 oC1000 oC

porozitate redusa coalescenta buna

Analizele SEM s-au efectuat la Centrul ENEAFrascati Roma

100 nm

Page 12: Chimia precursorilor metal-organici utilizati la … projects/Workshop...Chimia precursorilor metal-organici utilizati Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor

Concluzii

corelatie pulbere-solutie-monocristal-film subtire La2O3

caracterizarea solutiei pulberii si monocristaluluiprecursorului de La prin analize TG-DTA MS IR si RX -monocristal si pulbere

stabilirea mecanismului de descompunere a precursorului deLa

optimizarea tratamentului termic in vederea obtinerii filmelorde La2O3

caracterizarea structurala si morfologica a filmelor de La2O3

VA MULTUMESC

100 nm 100 nm

800 oC 900 oC

-tratament termic- aerCaracterizarea morfologica SEM

1100 oCSEM

1

AFM

Filme Epitaxiale de LSMO

100 nm497 nm

100 nm

1100 oC1000 oC

porozitate redusa coalescenta buna

Analizele SEM s-au efectuat la Centrul ENEAFrascati Roma

100 nm

Page 13: Chimia precursorilor metal-organici utilizati la … projects/Workshop...Chimia precursorilor metal-organici utilizati Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor

VA MULTUMESC

100 nm 100 nm

800 oC 900 oC

-tratament termic- aerCaracterizarea morfologica SEM

1100 oCSEM

1

AFM

Filme Epitaxiale de LSMO

100 nm497 nm

100 nm

1100 oC1000 oC

porozitate redusa coalescenta buna

Analizele SEM s-au efectuat la Centrul ENEAFrascati Roma

100 nm

Page 14: Chimia precursorilor metal-organici utilizati la … projects/Workshop...Chimia precursorilor metal-organici utilizati Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor

100 nm 100 nm

800 oC 900 oC

-tratament termic- aerCaracterizarea morfologica SEM

1100 oCSEM

1

AFM

Filme Epitaxiale de LSMO

100 nm497 nm

100 nm

1100 oC1000 oC

porozitate redusa coalescenta buna

Analizele SEM s-au efectuat la Centrul ENEAFrascati Roma

100 nm