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Crecimiento de películas delgadas de nitruro de cobre intercalado con metales de transición (Pd y Au)
Growth of copper nitride thin films intercalated with transition metals (Pd and Au)
María Isabel Ponce Cázares
Wencel José De La Cruz Hernández
Acceso Abierto
Atribución
Películas delgadas
El propósito de este trabajo es el crecimiento de películas de nitruro de cobre y nitruro de cobre intercalado con paladio y oro; mediante la técnica pulverización catódica reactiva DC asistida por magnetrón, en un ambiente de argón y nitrógeno; utilizando vidrio como substratos. Para las películas de nitruro de cobre se utilizó un blanco de cobre y para la películas intercaladas se realizaron incrustaciones del metal correspondiente en un blanco de cobre antes de realizar los depósitos. El crecimiento de las películas se realizó con flujos de nitrógeno de 2, 4, 6 y 8 sccm. Se presentan resultados de composición elemental y de las propiedades estructurales, ópticas y eléctricas. La composición elemental de los depósitos fue estudiada in situ por la espectroscopía de electrones fotoemitidos. Los resultados de esta espectroscopía mostraron que es posible obtener películas estequiométricas de nitruro de cobre (Cu<sub>3</sub>N) y nitruro de cobre intercalado con paladio y con oro (Cu<sub>3</sub>NPd y Cu<sub>3</sub>NAu). Los análisis de difracción de rayos X mostraron que las películas presentan un crecimiento cristalino con una orientación preferencial en la dirección [111]. La determinación de las propiedades ópticas se obtuvieron a partir de espectros de transmitancia, mostrando energías de ancho de banda prohibida de 1.08 eV, 0.57 eV y 0.47 eV para nitruro de cobre, nitruro de cobre intercalado con paladio y nitruro de cobre intercalado con oro, respectivamente. Las propiedades eléctricas de las películas fueron estudiadas en función del tamaño de grano; estos resultados mostraron que el nitruro de cobre intercalado es un buen conductor con una conductancia a temperatura ambiente tan buena como un semiconductor fuertemente dopado; esto le da un gran potencial para su uso en la industria optoelectrónica.
Copper nitride thin films and copper nitride intercalated with palladium and gold thin films were prepared on glass substrates by reactive magnetron sputtering under an environment of Ar and N2. A pure copper target was used to grow the copper nitride films and copper targets with incrustation of transition metal (Pd and Au) pellets were used to grow the intercalated copper nitride films. The N2 flows used to grow the thin films were 2, 4, 6 and 8 sccm. Results of structural, optical and electrical properties are presented. To obtain the chemical compositions of films, in-situ X-ray photoelectron spectroscopy was used. This spectroscopy shows that it is possible to obtain intrinsic copper nitride (Cu<sub>3</sub>N) and intercalated copper nitride (Cu<sub>3</sub>NPd and Cu<sub>3</sub>NAu) thin films. X-ray diffraction analyses show that the thin films have a preferential orientation in the crystallographic direction [111]. The optical properties of the thin films were obtained from transmittance spectra. The thin films present an optical energy gap of 1.08 eV, 0.57 eV and 0.47 eV for the copper nitride, intercalated copper nitride with Pd, and intercalated copper nitride with Au, respectively. All intercalated copper nitride films are conductors with a conductance as good as a heavily-doped semiconductor at room temperature; this should give them a great potential for using in the optoelectronic industry.and copper targets with incrustation of transition metal (Pd and Au) pellets were used to grow the intercalated copper nitride films. The N2 flows used to grow the thin films were 2, 4, 6 and 8 sccm.  Results of structural, optical and electrical properties are presented. To obtain the chemical compositions of films, in-situ X-ray photoelectron spectroscopy was used. This spectroscopy shows that it is possible to obtain intrinsic copper nitride (Cu3N) and intercalated copper nitride (Cu3NPd and Cu3NAu) thin films. X-ray diffraction analyses show that the thin films have a preferential orientation in the crystallographic direction pl_111. The optical properties of the thin films were obtained from transmittance spectra. The thin films present an optical energy gap of 1.08 eV, 0.57 eV and 0.47 eV for the copper nitride, intercalated copper nitride with Pd, and intercalated copper nitride with Au, respectively. All intercalated copper nitride films are conductors with a conductance as good as a heavily-doped semiconductor at room temperature, this should give them a great potential for using in the optoelectronic industry. 
CICESE
2016
Tesis de doctorado
Español
Ponce Cázares, M.I.2016.Crecimiento de películas delgadas de nitruro de cobre intercalado con metales de transición (Pd y Au).Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.71 pp.
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