ESTRUCTURA CRISTALINA Y MORFOLOGÍA DE LA PELÍCULA DELGADA NANO CRISTALINA TiN

ESTRUCTURA CRISTALINA Y MORFOLOGÍA DE LA PELÍCULA DELGADA NANO CRISTALINA TiN

RESUMEN

Se hicieron crecer películas delgadas de nitruro de titanio (TiN) empleando pulverización de magnetrón por radiofrecuencia (RF) bajo flujos variables de nitrógeno gaseoso. La caracterización de los materiales crecidos se realizó mediante difracción de rayos X de incidencia de pastoreo y microscopía electrónica de barrido. Los resultados indican que la estructura cristalina y la textura de las capas de TiN crecidas dependen de la relación de nitrógeno a argón en la mezcla de gases reactivos durante la deposición. Los recubrimientos de TiN mostraron inicialmente (111) orientación preferida, luego mezclaron (111) y (002) texturas, seguido de una textura completa (002) con un contenido de nitrógeno creciente. Los análisis indican que la incorporación de nitrógeno en las capas y la química asociada determinan la textura y los parámetros de la red.

Palabras clave: películas de TiN, pulverización reactiva, estructura cristalina, texturizado, morfología de celosía constante.

INTRODUCCIÓN

Los compuestos de titanio (Ti), especialmente nitruros y óxidos, tienen un uso generalizado en diversas aplicaciones científicas y tecnológicas. El sistema de nitruro de titanio (TiN) continúa siendo de gran interés debido a sus propiedades físicas, eléctricas, químicas, electroquímicas, ópticas y mecánicas únicas. Debido a sus excelentes propiedades físicas y mecánicas, las películas de TiN se han utilizado como recubrimientos resistentes al desgaste y a la corrosión para herramientas de maquinaria industrial y como recubrimientos resistentes al desgaste biocompatibles para implantes y componentes quirúrgicos en ingeniería biomédica.

Además del desgaste y la corrosión, su color brillante hace que los recubrimientos de TiN sean útiles para aplicaciones decorativas. Las películas de TiN sirven como materiales de metalización o barreras de difusión para interconexiones metálicas en microelectrónica. Las propiedades ópticas de las películas de TiN hacen que estos materiales sean interesantes para aplicación en células solares. Actualmente, existe un gran interés en los materiales nanos estructurados de TiN para la electrónica y las tecnologías relacionadas con la energía. Desde el punto de vista del material electrónico, se ha dirigido una atención significativa hacia la comprensión de las propiedades de transporte eléctrico, la estructura electrónica, las propiedades ópticas y la capacidad de transferencia de carga de materiales de TiN nano estructurados.

Las películas de TiN se pueden producir utilizando una amplia variedad de métodos de deposición física de vapor (PVD). Sin embargo, la microestructura de las películas de TiN es muy sensible a las condiciones de crecimiento.

El crecimiento controlado, la textura y la composición de las capas de TiN pueden influir significativamente en sus propiedades, fenómenos y rendimiento; por ejemplo, dado que la orientación cristalográfica preferida tiene una fuerte influencia en las propiedades y el rendimiento resultantes, el desarrollo de la textura y los mecanismos asociados. en revestimientos finos de TiN han sido objeto de numerosos estudios.

Se ha informado que la resistencia al desgaste de los recubrimientos de TiN depositados en las herramientas se puede aumentar considerablemente para la orientación (111) Cuando se usa como recubrimiento de barrera de difusión, Se encuentra

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