Statements

ASTME308-08.T– TRANSMISIÓN,R– REFLEXIÓN,UV– ULTRAVIOLETA,VIS– VISIBLE.

SISTEMA TUV [%] RUV [%] TVIS [%] RVIS [%] TSOLAR [%] RSOLAR [%] Condiciones de depósito Ag/Co3O4 17.3 26.7 32.7 31.1 35.9 28.2 250 °C, 3 min. Ag/WOx 33.7 19.6 42.2 28.9 46.5 25.5 250 °C, 3 min. Ag/Ag 19.5 14.8 41.7 25.2 42.8 21.5 250 °C, 3 min. Ag/ZnO:F 8.2 13.8 26.4 28.3 34.0 26.1 300 °C, 3 min. Ag/SnO2:F 15.1 7.2 27.0 14.5 41.3 14.3 300 °C, 3 min.

VI. Resultados y discusión

63

VI.III.

M

Ag

AACVD

Dado que la principal motivación de este estudio se basa en las propiedades de reflexión que presenta una película de metálica, es de interés conocer cuál es la evolución de crecimiento que exhibe el depósito de Ag con respecto al tiempo de depósito en condiciones constantes de temperatura, 300 °C, flujo de aire, 5 L·min-1, y concentración de solución precursora, 0.02M, por la técnica AACVD sobre vidrio sódico-cálcico. Fueron seleccionados tres distintos tiempos de depósito de Ag en vidrio para evaluar su morfología y espectro óptico. Primero, se realizó el depósito de una película de Ag que presentara conducción eléctrica. Con el tiempo obtenido, se definió el tiempo adecuado para los siguientes dos depósitos. Se seleccionaron tiempos de: 48, 18 y 5 minutos aproximadamente.

El depósito de Ag comenzó con formación de islas las cuales presentan un comportamiento óptico distinto al material en masa. En general, las propiedades ópticas de partículas de metales nobles están gobernadas por la interacción de la radiación electromagnética y los electrones libres (inclusive de electrones en orbitales con menor energía), estas interacciones son dependientes del tamaño, rugosidad y forma de la partícula, así como del medio dieléctrico que lo rodea de acuerdo con la teoría de Maxwell-Garnett [Xu et al. 2005][Kelly et al. 2005]. En términos extensos, las principales interacciones presentes en un sistema formado de partículas son la absorción y dispersión de la radiación [Kreibig 1986]. La capacidad de reflexión de infrarrojo en películas de plata metálica está relacionada con las propiedades conductivas logradas por la coalescencia entre las islas durante la etapa de crecimiento *Bulíř et al. 2011].

A los 5 minutos de depósito se observó el crecimiento de islas separadas con una amplia dispersión de tamaño, una superficie rugosa y un espesor alrededor de 60 nm (Figura 75). En zonas específicas se mostraron cúmulos aislados de gran tamaño (Figura 75b). Las propiedades ópticas absolutas presentaron una alta reflexión, cercana a 40% en 700 nm, en la porción visible misma que fue disminuyendo en el infrarrojo (Figura 76). La cantidad de radiación absorbida por el material presenta logra alcanza valores de máximo entre 60 y 40%. El color de la película fue café.

FIGURA 75.MICROGRAFÍAS DE DEPÓSITO DE Ag EN VIDRIO A 300°C.TIEMPO DE DEPÓSITO 5’10’’.

VI. Resultados y discusión

64

Por otro lado, a los 18 minutos de depósito el tamaño y la densidad de material en la superficie aumentaron considerablemente, sin embargo, aún se presentaron separadas entre sí (Figura 77). El recubrimiento presentó un crecimiento proporcional, su espesor fue de 228 nm aproximadamente. La rugosidad aumentó por la desproporción que presentan los cúmulos del material. Conforme aumenta el tamaño de las partículas su forma no es completamente esférica, presentan zonas planas tal como si fueran paredes geométricas (Figura 77a). Las partículas de gran tamaño se presentaron distribuidas homogéneamente en toda la superficie del substrato (Figura 77b). Se realizaron mediciones de conductividad, la película presentó conductividad sólo en algunas zonas determinadas. Esto sugiere que la coalescencia comienza a presentarse al azar. En este caso, la reflexión presentó un aumento monótono con el aumento de la longitud de onda (Figura 78). La transmisión permaneció prácticamente constante en todo el espectro, por lo que la absorción fue variable. El color presentado por la muestra fue blanco-azul debido a la alta dispersión de luz.

FIGURA 77.MICROGRAFÍAS DE DEPÓSITOS DE Ag EN VIDRIO A 300°C.TIEMPO DE DEPÓSITO 18’16’’.

FIGURA 76.ESPECTRO ÓPTICO DE DE PÓSITOS DE Ag EN SUBSTRATO DE VIDRIO A 300°C.TIEMPO DE DEPÓSITO 5’10’’.

VI. Resultados y discusión

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El depósito realizado en 48 minutos presentó un relieve distinto a los depósitos anteriormente mostrados. Las islas presentan coalescencia entre ellas originando una película metálica continua y porosa (Figura 79a). La película presentó una disminución en la velocidad de crecimiento exhibiendo un espesor entre 312 y 275 nm. Por la superficie mostrada, se puede sugerir que una vez cubierto completamente el substrato las islas presentaron un tamaño máximo y el material comenzó a depositarse en los espacios vacíos a su alrededor hasta unirse entre ellas. Aún así, la rugosidad que presenta es amplia (Figura 79b). El espectro óptico que presentó fue semejante a un espejo (Figura 80). Alta reflexión en todo el intervalo y prácticamente nula transmitancia.

FIGURA 79.MICROGRAFÍAS DE DE Ag EN VIDRIO A 300°C.TIEMPO DE DEPÓSITO 48’15’’.

FIGURA 78.ESPECTRO ÓPTICO DE DE PÓSITOS DE Ag EN SUBSTRATO DE VIDRIO A 300°C.TIEMPO DE DEPÓSITO 18’16’’.

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La lista de porcentajes de transmisión y reflexión exhibidas por las películas estudiadas muestran su dependencia con el tiempo de depósito (Tabla 9). Las propiedades ópticas desarrolladas por los depósitos están distantes a ser consideradas como recubrimientos de control solar, aun así, son de utilidad para tener una idea de lo complejo que puede ser la obtención de recubrimientos tan delgados con propiedades ópticas excepcionales. TABLA 9.EVOLUCIÓN DE PROPIEDADES ÓPTICAS CON RESPECTO AL TIEMPO DE DE PÓSITO DE Ag EN SUBSTRATO DE VIDRIO OBTENIDOS POR NORMA ASTME308-08.T– TRANSMITANCIA,R– REFLECTANCIA,UV– ULTRAVIOLETA, VIS– VISIBLE.