Producción de películas delgadas de materiales piezoeléctricos PZT por técnica de RF magnetrón Sputtering y caracterización ferroeléctrica y estructural - Cárdenas Achulli, Brayan (2022)
Se depositaron películas delgadas de Titanato Circonato de Plomo, comúnmente conocido como PZT, sobre un sustrato de TiN/Ti/Si y Si. EL sustrato TiN/Ti fue depositado primero sobre sustrato de silicio Si; se utilizó el Ti entre el TiN y Si para mayor adherencia. El primer paso fue depositar películas delgadas de PZT sobre el sustrato de Si y TiN/Ti/si para luego llevarlas a un tratamiento térmico. Con el fin de promover la fase perovskita se barrió un rango de temperatura en la fase de deposición entre 100-500 ℃, este proceso fue monitoreado a través de espectros de difracción de Rayos X de la muestra estudiada. Se observo que para temperaturas en el rango de 300-500℃ se tiene únicamente la fase Pyrocloro; esta fase está caracterizada por la deficiencia de oxígeno y un exceso de plomo. Para conseguir la fase del titano circonato de plomo PZT se requiere hacer un tratamiento térmico post deposición a temperaturas mayores a 600℃; este tratamiento fue llevado a cabo en un horno resistivo a medio ambiente el cual permitió obtener la fase PZT. Los experimentos mostraron que la temperatura de tratamiento térmico óptima para sintetizar películas delgadas de PZT fue de 600℃ durante tres horas. Así mismo, con el fin de optimizar las películas delgadas de PZT se hizo un análisis para diferentes condiciones de deposición como: diferentes potencias de descarga y presión de trabajo; se encontró que los valores óptimos de estos dos parámetros de deposición son 80 W y 6 sccm, respectivamente. Además, se hizo un análisis ferroeléctrico de las películas de PZT a través de una estación de tipo Sawer-Tower en el rango de frecuencias y voltajes de; 3.2 Hz-8 kHz y 5-22.5V, respectivamente. El análisis ferroeléctrico de las películas de PZT muestras curvas de histéresis característicos del PZT.