Investigación

 

Efecto de la temperatura de substrato en las propiedades estructurales, ópticas y ferroeléctricas de películas delgadas de BaTiO₃ depositadas por RF sputtering

 

A. Márquez-Herrera^a, E. Hernández-Rodríguez^b, O. Calzadilla-Amaya^c, M. Meléndez-Lira^d y M. Zapata-Torres^b

 

^a Coordinación Académica Región Altiplano, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Carr. a Cedral km 5+600, Matehuala, SLP 78800.e-mail: alfredo.marquez@uaslp.mx

^b Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada, Unidad Legaria IPN, Calzada Legaria 694, Col. Irrigación, 11500 México, D.F., México.

^c Facultad de Física-IMRE. Universidad de la Habana. Cuba.

^d Departamento de Física, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Apartado Postal 14-740, México 07000 D.F México.

 

Recibido el 5 de septiembre de 2011;
aceptado el 10 de abril de 2012

 

Resumen

Se crecieron películas delgadas de Titanato de Bario (BaTiO₃) sobre substratos de cuarzo y nicromel, utilizando un blanco de BaTiO₃ mediante la técnica erosión catódica por radiofrecuencia. Variamos la temperatura de substrato con el fin de determinar su efecto sobre las propiedades estructurales, ópticas y ferroeléctricas de las muestras. Los resultados de la difracción de Rayos-X indicaron que las muestras tuvieron una estructura tetragonal, aumentando su cristalinidad conforme se aumentó la temperatura de substrato. El ancho de banda prohibida disminuyo con el aumento en la temperatura de substrato, mostrando un decremento abrupto a 494.8°C. Las propiedades ferroeléctricas de las películas mostraron una dependencia con la temperatura de substrato, obteniéndose la mejor respuesta a 494.8°C.

Descriptores: Películas delgadas; tratamientos térmicos; sistema de calentamiento.

 

Abstract

Thin Films of Barium Titanate (BaTiO₃) were grown on nichrome and quartz substrates, using a BaTiO₃ target, by RF-sputtering technique. We varied the substrate temperature in order to study its effect on the structural, optical and ferroelectric properties of the samples. The results of the X-Ray diffraction showed tetragonal structure with increases of the cristallinity as increases the substrate temperature. Furthermore, it observed by ultraviolet-visible (UV-VIS) spectroscopy that the band gap decreased as the substrate temperature increases showing abrupt sharp decrease at 494.8°C. The ferroelectric properties of the films showed a dependence with substrate temperature, the best ferroelectric answer was obtained at 494.8^o C.

Keywords: Thin films; annealing; heater system.

 

PACS: 81.15.Cd;81.40.Ef

 

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Agradecimientos

Agradecemos la asistencia técnica de Marcela Guerrero, A. García-Sotelo y Rogelio Fragoso del departamento de Física del CINVESTAV-IPN. Este trabajo fue financiado por el proyecto SEP/CONACYT de Ciencia Básica 2010-2012 No. 165968. Agradecemos al ICYTDF y CONACYT por el apoyo parcial.

 

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