Nuestra investigación se basa en la Fabricación de Nanoestructuras con Propiedades Controladas, donde el depósito por capa atómica (“atomic layer deposition”, ALD) es la herramienta principal de síntesis. Este proceso ocurre mediante reacciones autolimitadas de moléculas precursoras en la superficie de un sustrato dado. La intención de la línea es establecer una plataforma general para la fabricación de nanoestructuras finas, con precisión a nivel molecular. Si bien, la literatura predecía desde hace más de 20 años que la técnica ALD es la más adecuada para este fin, no se había podido demostrar porque no se conocían detalles importantes del proceso ALD. En consecuencia, en las primeras actividades de nuestra investigación se estudió acerca de: 1. Nucleación y mecanismo de reacción en procesos ALD 2. Proceso ALD sobre sustratos en polvo 3. Películas nanolaminadas ALD.
Así, hemos explicado como determinados grupos funcionales favorecen un anclaje químico eficiente de los precursores metal-orgánicos en la superficie. También se demostró que el proceso de cristalización puede disminuir la estabilidad mecánica de una estructura hueca, al mismo tiempo que propusimos algunas soluciones. Se entendió que se puede ajustar finamente propiedades fisicoquímicas de las nanoestructuras como la constante dieléctrica, la banda de energía prohibida, el ordenamiento cristalino, la composición química, y la conductividad, entre otras. La aportación más relevante es el desarrollo de métodos de fabricación de nanoestructuras con geometría predeterminada y propiedades fisicoquímicas controladas.
Enseguida, se buscaron aplicaciones como el almacenamiento de energía en dispositivos de estado sólido, guías de onda y filtros ópticos, fotocatálisis y, recientemente, moléculas autoensambladas (SAM) para ALD selectivo al área. Se ha trabajado en otros temas: moléculas autoensambladas, nanopartículas y películas delgadas.
Finalmente, mi formación en catálisis me ha permitido colaborar fuertemente en esta área (+25 artículos). Aquí hemos podido elucidar los estados de oxidación predominantes en las fases activas de diversos sistemas catalíticos, y como afectan en la conversión catalítica. Las técnicas de análisis principales son la espectroscopia de fotoelectrones emitidos (XPS) y la adsorción de CO monitoreada por espectroscopia de infrarrojo.
