Electro-assisted deposition of sol-gel thin films: study of the process and its applications

Lo scopo del lavoro di tesi è lo studio del processo di deposizione di film sottili con il metodo sol-gel per via elettrochimica, cercando di individuare i limiti della tecnica e, dall'altro lato, suggerendone la versalità. Dopo un'attenta analisi della letteratura, e stato effettuato un primo studio sistematico delle variabili principali che governano il processo, implementando il metodo con la tecnica del potenziale pulsato. Per la prima volta in letteratura, le curve cronoamperometriche sono state analizzate al variare della concentrazione di precursore e del potenziale applicato, trovando una forte analogia con la crescita 3D di metalli depositati elettrochimicamente. Le curve sono state simulate usando le equazioni di nucleazione 3D progressiva con crescita a controllo diffusivo. E' stato dimostrato che con l'elettrodeposizione assistita è possibile costruire strutture multilayer con materiali ibridi organici-inorganici a base di silice. Inoltre, questa tecnica può essere usata per aumentare lo spessore di film sottili mesoporosi con nano-canali orientati verticalmente rispetto al substrato e ben ordinati con struttura esagonale. Infine, film sottili di silice e titania sono stati intercalati al fine di aumentare la riessione del substrato e i rispettivi indici di rifrazione sono stati misurati e confrontati su diversi substrati. Il processo NIP (nanoparticles imprinted polymers) è stato implementato usando una matrice di silice anziché polimerica. Un monolayer di PDDA è stato depositato su un substrato di ITO e, per mezzo dell'attrazione elettrostatica, delle nanoparticelle di oro stabilizate con citrato sono state depositate al di sopra di esso. Quindi, un sottile strato di silice a spessore controllato è stato usato per incorporare parzialmente le nanoparticelle. Dopo l'ossidazione dell'oro per via elettrochimica, è stato monitorato il riaccalappiamento delle nanoparticelle da parte della matrice impressa.