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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/1025| Caracterización de propiedades mecánicas de películas delgadas de nitruro de tántalo sintetizadas por ablación láser | |
| Karla Paola Valdez Núñez | |
| Wencel José De La Cruz Hernández | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Ablación láser,Pulsed laser deposition,Nitruro de tántalo,Tantalum nitride,Nanoindentación,Nanoindentation | |
| El nitruro de tántalo es un material que presenta propiedades mecánicas y térmicas muy interesantes, lo cual lo hace muy atractivo para aplicaciones tecnológicas en la industria electrónica y de herramienta. En este trabajo se estudió la formación de nitruro de tántalo sintetizado por medio de la técnica de ablación de láser pulsado. El objetivo de este trabajo fue encontrar las condiciones experimentales que permitan depositar películas delgadas de nitruro de tántalo con altos valores de dureza y encontrar la relación de esta propiedad con la estequiometría de las películas, las propiedades morfológicas y estructurales. Durante el desarrollo de este proyecto de tesis, se estudió la composición química en función de parámetros de depósitos tales como: la fluencia del láser, la temperatura del sustrato, la presión de nitrógeno en el sistema de depósito, la orientación cristalográfica y el grosor de las películas, entre otros. Las caracterizaciones que se realizaron son de cuatro tipos: fisicoquímica, morfológica, estructural y mecánica. El primer tipo de caracterización se realizó de manera in situ mediante espectroscopía de fotoelectones de rayos X y espectroscopía de electrones Auger con el objetivo de obtener información de la composición química. Se sintetizaron dos estequiometrias, la de TaN y la de Ta<sub>2</sub>N. El resto de las caracterizaciones se realizaron de manera ex situ, las cuales comprendieron principalmente: difracción de rayos X para obtener información de la estructura cristalina para TaN y Ta<sub>2</sub>N, ambas mostraron fase hexagonal; microscopia electrónica de barrido para estudiar su morfología, la cual fue relativamente uniforme y; nanoindentación, que reveló sus propiedades mecánicas, destacando durezas con intervalos de 22.3 a 33.9 GPa, y módulo de elasticidad de 285 a 379 GPa. Cabe resaltar que las películas con altos valores de dureza y módulo de Young se obtuvieron cuando los depósitos presentaban la estequiometría TaN y una esructura cristalina definida, para tal fin se tuvieron que realizar los depósitos a una presión de 40 mTorr de N<sub>2</sub> durante el crecimiento y una temperatura de sustrato igual a 600 °C. Tantalum nitrate is a material with promising technological applications due to interesting mechanical and thermal applications. This work consists of a study on the nature of tantalum nitrate synthesized by pulsed laser ablation technique. The objective of this study is to determine the experimental conditions which result in tantalum nitrate deposits with strong mechanical properties and determine the relation between these properties and the film composition stoichiometry, morphological properties and structure. In this thesis a study on the relationship between chemical composition and deposit parameters such as laser fluence, substrate temperature, nitrogen pressure in the deposit system, crystallographic orientation and film thickness, among others, is carried out. The characterizations carried out are of four types: physic-chemical, morphological, structural and mechanical. The first type of characterization was realized in situ by XPS and Auger electron spectroscopy, in order to obtain information on the chemical composition. Two stoichiometri composition were obtained, TaN and Ta<sub>2</sub>N. The rest of the characterizations, which were carried out ex situ, are mainly X-ray diffraction to determine crystalline structure, SEM to study film morphology and nanoindentation to study mechanical properties. Both, TaN and Ta<sub>2</sub>N, showed a hexagonal crystalline phase, uniform surface morphology, and mechanical hardness in an interval of 22.3 to 33.9 GPa and elasticity modulus of 285 to 379 GPa. The mechanical properties were TaN films with good crystallographic quality, by depositing at a 40mTorr N<sub>2</sub> pressure and a substrate temperature of 600 °C. | |
| CICESE | |
| 2009 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Valdez Núñez, K.P.2009.Caracterización de propiedades mecánicas de películas delgadas de nitruro de tántalo sintetizadas por ablación láser.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.74 pp. | |
| OTRAS ESPECIALIDADES FÍSICAS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Física de Materiales |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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| 183011.pdf | Versión completa de la tesis | 2.65 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |