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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2647| Producción y caracterización de partículas epitaxiales de hierro sobre zafiro depositadas por ablación láser Production and characterization of iron epitaxial particles on sapphire deposited by laser ablation | |
| Wencel José De la Cruz Hernández | |
| Lino Leonel Cota Rivas | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Partículas de hierro,Epitaxia,Depósito de ablación láser | |
| En algunas aplicaciones tecnológicas es necesario que al depositar sobre un sustrato cristalino, el depósito crezca cristalográficamente ordenado. Si el material depositado cumple con este requisito presentará mejores propiedades físicas y se dice que ha crecido en forma epitaxial. En este trabajo se encontraron las condiciones óptimas para la epitaxia de partículas de hierro sobre zafiro, utilizando la técnica de depósito de ablación láser. El estudio de la epitaxia, tamaño y densidad de partículas se realizó ex-situ en un microscopio electrónico de transmisión (TEM). Estas partículas también fueron caracterizadas in-situ por espectroscopía de electrones Auger para obtener información de la cantidad de material depositado. Para evitar la oxidación de los depósitos, fueron recubiertos con una delgada capa de carbono en el mismo sistema de depósito. El zafiro utilizado en esta parte de la investigación fue previamente preparado para ser observado por TEM y se limpió in-situ en el sistema de depósito, antes de depositar las partículas. En una primera etapa, las partículas de hierro se depositaron sobre Al2O3 que, a su vez, se depositó por ablación láser. También, se realizó una caracterización in-situ de los depósitos de hierro sobre obleas de zafiro utilizando espectroscopía de fotoemisión de rayos x (XPS) y de electrones Auger (AES); encontrando que el hierro tiene un tipo de crecimiento de capa más islas. La velocidad de depósito del hierro sobre el zafiro se calculó a partir del espesor en función de las intensidades de las señales XPS y de la profundidad de escape promedio para el hierro, obteniendo un valor de 0.16Å por pulso del láser. Estos depósitos se caracterizaron por difracción de rayos x y los resultados mostraron un cambio en la orientación preferencial del hierro en función de la temperatura del sustrato durante el depósito. Durante la realización de este trabajo, también se generaron aportes técnicos tales como el desarrollo de tres programas (software) especializados, la implementación de cuatro rutinas de limpieza in-situ en el sistema Riber y el cálculo de la profundidad de escape promedio para 27 elementos en el sistema Riber. In some technological applications it is necessary to deposit thin films on a crystalline substrate. If the deposited material grows with a crystalline structure it may show better physical properties. This is type of growth is defined as epitaxial. It is the purpose of this work, to determine the optimum conditions in order to obtain epitaxial growth of iron nanoparticles on a sapphire substrate, applying laser ablation as thin deposition technique. The study of the epitaxy conditions, particle size and density, was accomplished ex-situ in an electronic transmission microscope (TEM). The as deposited particles, were characterized in-situ by Auger electron spectroscopy (AES), in order to quantify the amount of deposited material. To avoid the oxidation of the deposits, they were covered with a thin carbon overlayer in the same deposition system. The sapphire substrates used in this part of the investigation, were previously prepared for observation in the TEM and were subsequently cleaned in-situ in the deposition system, prior to particle deposition. In a first step, the iron particles were deposited on Al2O3 films deposited by laser ablation. In addition, iron deposits on sapphire wafers were prepared and characterized in situ using AES and x ray photoemission spectroscopy (XPS). Results show that iron grows in a layer plus island growth mode. The deposition rate of iron on sapphire was calculated from thickness measurements as a function of the intensity of the XPS signal and from the mean escape depth of the photoemitted electron corresponding to iron. The obtained value is 0.16Å per laser pulse. These deposits were further characterized by x ray diffraction and the results showed a change in the preferential direction of the iron as a function of the substrate temperature during the deposit. During the development of this research work, technical contributions were also produced. It is worth to mention the development of three specialized software packages, four substrate cleanliness routines in-situ in the Riber UHV-system and a calculation procedure for the mean escape depth for 27 elements, with the specific parameters corresponding to the Riber-CAMECA system. | |
| CICESE | |
| 2001 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| De la Cruz Hernández, W.J.2001.Producción y caracterización de partículas epitaxiales de hierro sobre zafiro depositadas por ablación láser.Tesis de Doctorado en Ciencias.Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.214 pp. | |
| OTRAS ESPECIALIDADES FÍSICAS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Física de Materiales |
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