Generalidades
Área: Ciencia de Materiales e Investigación
Dirigido a: Personal de la industria y estudiantes con interés en las capacidades de caracterización de películas delgadas.
Instructores: Isabel Mendivil, Nayely Pineda, Oscar Vega, Gerardo Silva.
Responsables de los Laboratorios de Servicios Generales CIMAV S.C. Subsede Monterrey
Sectores de interés: Electrónico, Biotecnología, Empaques de Alimentos, Fotocatálisis, Energías Renovables, Dispositivos Ópticos, Sensores, Semiconductores, entre otros sectores afines.
Objetivos
Objetivo general
Proporcionar conocimientos básicos a los interesados en conocer diferentes técnicas de depósito de materiales avanzados. Así como sus aplicaciones potenciales y capacidades del laboratorio. El curso incluye una explicación de las estrategias para las aplicaciones más eficientes en los métodos de análisis y caracterización de películas delgadas para optimizar los procesos de síntesis. La composición de la superficie, la interface y el volumen, así como la fase y la microestructura, conducen a entender el comportamiento de los materiales. Las técnicas y condiciones de depósito influyen en la composición y la microestructura para lograr la función deseada de la superficie de un material.
Objetivos específicos
- Desarrollar conocimientos básicos de obtención de películas delgadas por diferentes técnicas de procesamiento.
- Conocer y comprender los fundamentos y el principio de operación de cada técnica de depósito.
- Desarrollar conocimientos sobre la interpretación de los datos y conocer las estrategias para elegir la mejor combinación de técnicas.
- Identificar los diferentes materiales que se pueden obtener y sus aplicaciones potenciales.
- Caracterizar las propiedades morfológicas, cristalinas y ópticas de las diferentes películas sintetizadas.
Alcance
Este curso cubre principios básicos de las técnicas de depósito (Evaporación por haz de electrones y depósito por capas atómicas). Se realizarán prácticas demostrativas en cada equipo de síntesis y se caracterizarán las películas delgadas sintetizadas usando diversas técnicas de alta resolución.
Contenido del curso
Curso teórico
Tema 1. Introducción
- Conceptos fundamentales de películas delgadas
- Métodos de síntesis y aplicaciones potenciales
- Generalidades de los sistemas de vacío
Tema 2. Técnica de depósito por Pulverización Catódica
- Breve historia de la técnica y su uso en la industria
- Descripción del proceso por pulverización catódica con fuentes de radiofrecuencia y corriente directa.
- Partes y componentes del equipo
Tema 3. Técnica de depósito por Evaporación con Haz de Electrones (Electron-Beam)
- Breve historia de la técnica y su uso en la industria
- Descripción del proceso de evaporación
- Partes y componentes del equipo
Tema 4. Técnica de depósito por Capas Atómicas (ALD)
- Breve historia de la técnica y aplicaciones industriales actuales
- Descripción del proceso de evaporación
- Partes y componentes del equipo
Sesiones prácticas de laboratorio
| Título | Enfoque de la práctica |
|---|---|
| 1. Depósito por capas atómicas (ALD), medición de espesor y propiedades eléctricas de las películas delgadas | En esta práctica se describirán los componentes del equipo, se prepará el experimento y los sustratos a analizar, se realizará un proceso de depósito de película de óxido de zinc dopado con aluminio (AZO) en modo térmico y modo asistido por plasma (PE-ALD). En la sesión práctica se caracterizará el espesor de las películas sintetizadas por la técnica de Reflectancia Especular en equipo Filmetrics, así como la medición de la resistividad de las películas obtenidas. |
| 2. Depósito de película delgada por haz de electrones (E-beam) y Medición de espesor de películas delgadas | En la sesión práctica se describirán los componentes del equipo. Se prepará el experimento y los sustratos a analizar. Se realizará un proceso de depósito de una película de nitruro de silicio (Si3N4) por la técnica E-Beam. En la sesión práctica se caracterizará el espesor de las películas sintetizadas por la técnica de Reflectancia Especular en equipo Filmetrics. |
| 3. Microscopia Electrónica de Barrido (SEM-EDS) | Mediante un microscopio electrónico de barrido (SEM, por sus siglas en inglés) se caracterizarán las películas delgadas sintetizadas, se obtendrán micrografías y análisis químico semi-cuantitativo. Se reconocerán las partes y la operación en general del equipo. Se realizará el análisis morfológico de las películas, utilizando los detectores disponibles. Se realizarán análisis de composición química de muestras por EDS (Espectroscopia de Energía Dispersiva de Rayos-X). |
| 4. Microscopia de Fuerza Atómica (AFM) y Espectroscopia Fotoelectrónica de Rayos-X | Las películas delgadas sintetizadas se caracterizarán morfológicamente por la técnica de microscopía de fuerza atómica (AFM). En esta sesión práctica se mostrarán métodos para evaluación de la rugosidad y topografía superficial de las películas, así como la interpretación de los resultados. La sesión práctica incluye llevar a cabo una demostración de la caracterización por espectroscopia fotoelectrónica de Rayos-X y las diversas técnicas empleadas con enfoque en la composición superficial de las películas. |
