En el proyecto PLASMATER abordamos el desarrollo de nuevos procesos basados en plasmas para controlar la nanoestructura, porosidad y morfología superficial de películas del-gadas, con el objetivo de mejorar sus funcionalidades para aplicaciones finales. En las técnicas de deposición de películas delgadas asistida por plasma, las cantidades que definen la deposi-ción, tales como la potencia electromagnética empleada, presión de los gases, etc., definen las propiedades del plasma, que a su vez, y a través de procesos no-lineales y fuertemente acoplados entre sí, produce el crecimiento de la película delgada en un porta-substrato. La complejidad de todos estos procesos ha dado lugar a que existan multitud de relaciones de carácter empírico entre cantidades controlables experimentales y las nanoestructuras crecidas, sin que haya una explicación clara sobre los mecanismos que controlan dicho crecimiento, y la conexión entre ambas. Este conocimiento es esencial para proponer modificaciones en las condiciones de la deposición que permitiesen un mayor control y versatilidad a la hora de sintetizar películas delgadas nanoestructuradas. En PLASMATER nos proponemos desarrollar herramientas para controlar procesos en plasmas y obtener capas nanoestructuradas y sistemas 1D de TiO2 y ZnO soportados en subs-tratos, para mejorar propiedades funcionales tales como foto-actividad o propiedades de mojado, entre otras. Se explorarán tres aspectos relacionados entre sí: i) diagnosis completa de la fase gaseosa (plasma y vaina) y caracterización de la nanoestructura de los materiales depositados, ii) estudio de las funcionalidades de dichos materiales, y iii) el desarrollo de códigos numéricos predictivos, a partir de los cuales se desarrollen nuevos protocolos que permitan un mayor control sobre la nanoestructura del material y, por lo tanto, sobre las funcionalidades. El uso de modelos predictivos tiene una gran relevancia debido a que, hasta nuestro conocimiento, i) será la primera vez en la literatura que se dé una visión completa del proceso de deposición y nanoestructuración de estas películas delgadas basada en fenómenos fundamentales, a partir del valor de las cantidades experimentales de control (potencia electromagnética empleada, presión de los gases, etc.), y ii) se utilizará el modelo para proponer modificaciones en el proceso de deposición que ayuden a controlar los procesos de nanoestructuración de la película y proveer de más flexibilidad y versatilidad a los materiales depositados con vista a mejorar sus funcionalidades. Para desarrollar el proyecto PLASMATER nos proponemos seguir una estrategia mixta simulación/diagnosis experimental del proceso de deposición para desarrollar interactivamente los modelos de crecimiento en múltiples condiciones. Se considerará el estudio de las diferentes escalas espaciales en el problema, desde el propio plasma (escala típica de decenas de centímetros), la vaina del plasma (por debajo de 1 milímetro), y la superficie del material (decenas de nanometros), y se utilizarán herramientas de diagnostico avanzado del plasma y de la película delgada que ayudarán al desarrollo del proyecto. Por último, la investigación también se centrará en encontrar las condiciones experimentales que permitan obtener la mejores propiedades de las capas con vista a optimizar sus aplicaciones tecnológicas e industriales.
