Electrodeposició en capa primaaspectes experimentals i teórics de la morfología de digitació

Résumé

La electrólisis de una fina capa de disolución de sulfato de cobre con pequeñas cantidades de sales alcalinas genera estructuras columnares, simétricas, y densamente organizadas, pareceidas a las observadas en fenómenos de desplazamiento de fluidos (digitaciones viscosas) y no observadas previamente en el contexto de la electrodeposición en capa fina. Su dinámica de crecimiento se inicia con la inestabilización del frente plano, que conduce a la supervivencia de un cierto número de digitaciones después de un proceso de competición. Finalmente, éstas experimentan un cambio morfológico a estructuras ramificadas tipo fractal. La composición de estos depósitos se analiza por Difracción de Rayos X para muestras en polvo, comprobando que el contenido en óxido cuproso es mayor que en el cobre, al contrario del resto de morofologías. Esto se debe a la reducción del hidrogel de la capa envolvente del depósito, compuesta por complejos hidroxilados de cobre formados gracias al aumento de pH asociado a la reacción de reducción del disolvente, potenciada por el aumento de concentración de sales alcalinas. Este hidrogel confiere una tensión superficial efectiva a la capa de concentración entre la disolución inicial y la de composición nula de iones cobre que rodea el depósito, exaltando su carácter interfacial. La dinámica de crecimiento se centra entres etapas. La inestabilizacióni nicial de la interfase se interpreta en base a la analogía con el fenómeno de las digitaciones viscosas, identificando un efecto restaurador asignable a la tensión superficial de la interfase/capa de mezcla, y un mecanismo inestabilizador asociado a la fuerza impulsora. La transición entre regímenes competitivos, i.e., entre un régimen de competición fuerte donde gran parte de las digitaciones incipientes son eliminadas, y uno de competición residual, donde un número de digitaciones sobreviven, se refleja mediante un modelo fenomen