Thin films study of crystallinity of Antimony Sulfide (Sb2S3) by chemical bath and thermal treatment with CO2 laser

G. Castillo-Aguilar¹, L.V. García-Quiñonez², D. Fernández-González³, Luis Felipe Vedeja⁴, G.A. Castillo-Rodríguez⁵ y C. Gómez-Rodríguez^1,*

1 Departamento de Mecánica, Facultad de Ingeniería, Universidad Veracruzana, Universidad Veracruzana, Campus Coatzacoalcos, Av. Universidad km. 7.5 Col. Santa Isabel.

2 Centro de Investigación en Recursos Energéticos y Sustentables, Universidad Veracruzana, Campus Coatza-coalcos, Av. Universidad km. 7.5 Col. Santa Isabel.

3 Nanomaterials and Nanotechnology Research Center (CINN-CSIC), Universidad de Oviedo (UO), Principado de Asturias (PA), Avda. de la Vega, 4-6, 33940, El Entrego, Asturias, Spain.

4 Departament of Materials Science and Metallurgical Engineering, School of Mines, Energy and Materials, Universidad de Oviedo, 33004, Oviedo/Uvieu, Asturias, Spain.

5 Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad Autónoma de Nuevo León, Av. Pedro de Alba s/n, 66455, San Nicolás de los Garzas, México.

* Correspondencia: crisgomez@uv.mx (C.G.R.)

https://doi.org/10.59335/alow9418

Summary

This research proposes a study of thin films of antimony sulfide (Sb2S3) using a new CO2 laser synthesis technique. Sb2S3 thin films were deposited in a chemical bath varying deposition time of 15, 30, 45 and 60 min. Subsequently, the thin films were heat-treated by means of a continuous CO2 laser, varying the power (5W and 6W) and the translation times. The laser induced crystallinity in the thin films after the chemical bath was applied. Morphology, microstructure, and molecular vibrations were studied using Atomic Force Microscopy (AMM), X-ray Diffraction (XRD) and Raman Spectroscopy, respectively. The results indicated that thin films of Sb2S3 with a uniform layer and good adhesion to the substrate were obtained; achieving a rearrangement in its crystal structure by means of CO2 laser heat treatment. The 45-minute sample at 5W was the one with the best results.

Resumen

Esta investigación propone un estudio de películas delgadas de sulfuro de antimonio (Sb2S3) utili-zando una nueva técnica de sintetizado por la láser de CO2. Las películas delgadas de Sb2S3 fueron depositadas en un baño químico variando tiempos de depósito de 15, 30, 45 y 60 min. Posterior-mente las películas delgadas se trataron térmicamente mediante un láser continuo de CO2 variando la potencia (5W y 6W) y los tiempos de traslación. El láser indujo cristalinidad en las películas delgadas después de aplicarles el baño químico. La morfología, microestructura y vibraciones mo-leculares fueron estudiadas mediante Microscopia de Fuerza Atómica (MFA), Difracción de Rayos X (DRX) y Espectroscopia Raman, respectivamente. Los resultados indicaron que se obtuvieron pe-lículas delgadas de Sb2S3 con una capa uniforme y con buena adherencia al sustrato; logrando un reordenamiento en su estructura cristalina mediante el tratamiento térmico con láser de CO2. La muestra de 45 minutos a 5W fue la que mejor resultados presentó.

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