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Película delgada

Una película delgada es una capa de material que varía desde fracciones de nanómetro ( monocapa ) hasta varios micrómetros de espesor. [ 1 ] La síntesis controlada de materiales...

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Una película delgada es una capa de material que varía desde fracciones de nanómetro ( monocapa ) hasta varios micrómetros de espesor. [ 1 ] La síntesis controlada de materiales como películas delgadas (un proceso conocido como deposición) es un paso fundamental en muchas aplicaciones. Un ejemplo conocido es el espejo doméstico , que normalmente tiene un recubrimiento metálico delgado en la parte posterior de una lámina de vidrio para formar una interfaz reflectante. El proceso de plateado se usaba comúnmente para producir espejos, mientras que más recientemente la capa de metal se deposita usando técnicas como la pulverización catódica . Los avances en las técnicas de deposición de películas delgadas durante el siglo XX han permitido una amplia gama de avances tecnológicos en áreas como medios de grabación magnética , dispositivos semiconductores electrónicos , dispositivos pasivos integrados , diodos emisores de luz , recubrimientos ópticos (como recubrimientos antirreflectantes ), recubrimientos duros en herramientas de corte, y para la generación de energía (por ejemplo, células solares de película delgada ) y almacenamiento ( baterías de película delgada ). También se está aplicando a los productos farmacéuticos, a través de la administración de fármacos en películas delgadas . Una pila de películas delgadas se denomina multicapa .

Además de su interés aplicado, las películas delgadas desempeñan un papel importante en el desarrollo y estudio de materiales con propiedades nuevas y únicas. Algunos ejemplos son los materiales multiferroicos y las superredes que permiten el estudio de fenómenos cuánticos.

Nucleación

La nucleación es un paso importante en el crecimiento que ayuda a determinar la estructura final de una película delgada. Muchos métodos de crecimiento dependen del control de la nucleación, como la epitaxia de capas atómicas (deposición de capas atómicas). La nucleación se puede modelar caracterizando los procesos superficiales de adsorción , desorción y difusión superficial . [ 2 ]

Adsorción y desorción

La adsorción es la interacción de un átomo o molécula de vapor con la superficie de un sustrato. Esta interacción se caracteriza por el coeficiente de adherencia , que representa la fracción de especies entrantes que se encuentran en equilibrio térmico con la superficie. La desorción es el proceso inverso de la adsorción, en el que una molécula previamente adsorbida supera la energía de enlace y abandona la superficie del sustrato.

Los dos tipos de adsorción, fisisorción y quimisorción , se distinguen por la fuerza de las interacciones atómicas. La fisisorción describe el enlace de van der Waals entre una molécula estirada o doblada y la superficie caracterizada por la energía de adsorción.mipag{\displaystyle E_{p}}Las moléculas evaporadas pierden rápidamente energía cinética y reducen su energía libre al unirse con los átomos de la superficie. La quimisorción describe la fuerte transferencia de electrones ( enlace iónico o covalente ) de la molécula con los átomos del sustrato, caracterizada por la energía de adsorción.mido{\displaystyle E_{c}}El proceso de fisisorción y quimisorción puede visualizarse mediante la energía potencial en función de la distancia. La distancia de equilibrio para la fisisorción es mayor que para la quimisorción. La transición de los estados fisisorbido a quimisorbido está regida por la barrera de energía efectiva.mia{\displaystyle E_{a}}. [ 2 ]

Las superficies cristalinas tienen sitios de enlace específicos con mayor tamaño.mia{\displaystyle E_{a}}valores que serían poblados preferentemente por moléculas de vapor para reducir la energía libre total. Estos sitios estables se encuentran a menudo en bordes de escalones, vacantes y dislocaciones helicoidales. Una vez que los sitios más estables se llenan, la interacción adátomo-adátomo (molécula de vapor) se vuelve importante. [ 3 ]

Modelos de nucleación

La cinética de nucleación puede modelarse considerando únicamente la adsorción y la desorción. Consideremos primero el caso en el que no existen interacciones mutuas entre los adátomos , ni agrupamiento ni interacción con los bordes de los escalones.

La tasa de cambio de la densidad superficial de adátomosnorte{\displaystyle n}, dóndeJ{\displaystyle J}es el flujo neto, τa{\displaystyle \tau _{a}}es la vida útil media de la superficie antes de la desorción yσ{\displaystyle \sigma }es el coeficiente de adherencia:

dnortedt=Jσ−norteτa{\displaystyle {dn \over dt}=J\sigma -{n \over \tau _{a}}}

norte=Jστa[1−exp⁡(−tτa)]norte=Jστa[exp⁡(−tτa)]{\displaystyle n=J\sigma \tau _{a}\left[1-\exp \left({-t \over \tau _{a}}\right)\right]n=J\sigma \tau _{a}\left[\exp \left({-t \over \tau _{a}}\right)\right]}

La adsorción también puede modelarse mediante diferentes isotermas, como el modelo de Langmuir y el modelo BET . El modelo de Langmuir deriva una constante de equilibrio.b{\displaystyle b}Basado en la reacción de adsorción de un átomo de vapor con una vacante en la superficie del sustrato. El modelo BET se amplía aún más y permite la deposición de átomos adsorbidos sobre otros previamente adsorbidos, sin interacción entre pilas de átomos adyacentes. La cobertura superficial resultante se expresa en función de la presión de vapor en equilibrio y la presión aplicada.

Modelo de Langmuir dondePAGA{\displaystyle P_{A}}es la presión de vapor de los adátomos adsorbidos:

θ=bPAGA(1+bPAGA){\displaystyle \theta ={bP_{A} \over (1+bP_{A})}}

Modelo BET dondepagmi{\displaystyle p_{e}}es la presión de vapor de equilibrio de los adátomos adsorbidos ypag{\displaystyle p}es la presión de vapor aplicada de los adátomos adsorbidos:

θ=incógnitapag(pagmi−pag)[1+(incógnita−1)pagpagmi]{\displaystyle \theta ={Xp \over (p_{e}-p)\left[1+(X-1){p \over p_{e}}\right]}}

Es importante destacar que la cristalografía superficial difiere de la del material a granel para minimizar las energías electrónicas libres y de enlace totales debido a los enlaces rotos en la superficie. Esto puede dar lugar a una nueva posición de equilibrio conocida como "borde", donde se conserva la simetría de la red paralela del material a granel. Este fenómeno puede provocar desviaciones en los cálculos teóricos de nucleación. [ 2 ]

difusión superficial

La difusión superficial describe el movimiento lateral de átomos adsorbidos que se desplazan entre mínimos de energía en la superficie del sustrato. La difusión ocurre con mayor facilidad entre posiciones con las barreras de potencial intermedias más bajas. La difusión superficial se puede medir mediante dispersión de iones de ángulo rasante. El tiempo promedio entre eventos se puede describir mediante: [ 2 ]

τd=(1/v1)exp⁡(mid/kTs){\displaystyle \tau _{d}=(1/v_{1})\exp(E_{d}/kT_{s})}

Además de la migración de adátomos, los cúmulos de adátomos pueden coalescer o agotarse. La coalescencia de cúmulos mediante procesos como la maduración de Ostwald y la sinterización ocurre en respuesta a la reducción de la energía superficial total del sistema. La maduración de Ostwald describe el proceso en el que islas de adátomos de diversos tamaños crecen hasta formar otras más grandes a expensas de las más pequeñas. La sinterización es el mecanismo de coalescencia que ocurre cuando las islas entran en contacto y se unen. [ 2 ]

Declaración

El proceso de aplicar una película delgada a una superficie se denomina deposición de película delgada ; cualquier técnica para depositar una película delgada de material sobre un sustrato o sobre capas previamente depositadas. El término "delgada" es relativo, pero la mayoría de las técnicas de deposición controlan el espesor de la capa con una precisión de unas pocas decenas de nanómetros . La epitaxia de haces moleculares , el método de Langmuir-Blodgett , la deposición de capas atómicas y la deposición de capas moleculares permiten depositar una sola capa de átomos o moléculas a la vez.

Resulta útil en la fabricación de componentes ópticos (para recubrimientos reflectantes , antirreflectantes o vidrio autolimpiable , por ejemplo), electrónica (capas de aislantes , semiconductores y conductores forman circuitos integrados ), embalaje (por ejemplo, película de PET recubierta de aluminio ) y en el arte contemporáneo (véase la obra de Larry Bell ). En ocasiones, se emplean procesos similares cuando el espesor no es importante: por ejemplo, la purificación del cobre mediante galvanoplastia y la deposición de silicio y uranio enriquecido mediante un proceso similar a la deposición química en fase vapor tras un procesamiento en fase gaseosa.

Las técnicas de deposición se dividen en dos grandes categorías, dependiendo de si el proceso es principalmente químico o físico . [ 4 ]

Deposición química

En este proceso, un precursor fluido sufre una transformación química en una superficie sólida, dejando una capa sólida. Un ejemplo cotidiano es la formación de hollín en un objeto frío al colocarlo en una llama. Dado que el fluido rodea el objeto sólido, la deposición se produce en todas las superficies, independientemente de la dirección; las películas delgadas obtenidas mediante técnicas de deposición química tienden a ser uniformes , en lugar de direccionales .

La deposición química se clasifica además según la fase del precursor:

El recubrimiento se basa en precursores líquidos, a menudo una solución de agua con una sal del metal que se va a depositar. Algunos procesos de recubrimiento se realizan completamente mediante reactivos en la solución (generalmente para metales nobles ), pero, con mucho, el proceso comercialmente más importante es la electrodeposición . En la fabricación de semiconductores, una forma avanzada de electrodeposición conocida como deposición electroquímica se utiliza ahora para crear los cables conductores de cobre en los chips avanzados, reemplazando los procesos de deposición química y física utilizados en generaciones anteriores de chips para los cables de aluminio [ 5 ].

La deposición química en solución o en baño químico utiliza un precursor líquido, generalmente una solución de polvos organometálicos disueltos en un disolvente orgánico. Se trata de un proceso de película delgada relativamente económico y sencillo que produce fases cristalinas estequiométricamente precisas. Esta técnica también se conoce como método sol-gel, ya que el sol (o solución) evoluciona gradualmente hacia la formación de un sistema bifásico similar a un gel.

El método de Langmuir-Blodgett utiliza moléculas que flotan sobre una subfase acuosa. Se controla la densidad de empaquetamiento de las moléculas y la monocapa compactada se transfiere a un sustrato sólido mediante la extracción controlada de este último de la subfase. Esto permite crear películas delgadas de diversas moléculas, como nanopartículas , polímeros y lípidos, con una densidad de empaquetamiento de partículas y un espesor de capa controlados. [ 6 ]

El recubrimiento por centrifugación , o fundición por centrifugación, utiliza un precursor líquido o un precursor sol-gel depositado sobre un sustrato liso y plano que posteriormente se hace girar a alta velocidad para extender centrífugamente la solución sobre el sustrato. La velocidad de centrifugación de la solución y la viscosidad del sol determinan el espesor final de la película depositada. Se pueden realizar deposiciones repetidas para aumentar el espesor de las películas según se desee. A menudo se realiza un tratamiento térmico para cristalizar la película amorfa obtenida por centrifugación. Estas películas cristalinas pueden presentar ciertas orientaciones preferenciales después de la cristalización sobre sustratos monocristalinos . [ 7 ]

El recubrimiento por inmersión es similar al recubrimiento por centrifugación, ya que se deposita un precursor líquido o un precursor sol-gel sobre un sustrato, pero en este caso el sustrato se sumerge completamente en la solución y luego se retira bajo condiciones controladas. Al controlar la velocidad de retirada, las condiciones de evaporación (principalmente la humedad y la temperatura) y la volatilidad/viscosidad del disolvente, se controlan el espesor de la película, la homogeneidad y la morfología nanoscópica. Existen dos regímenes de evaporación: la zona capilar a velocidades de retirada muy bajas y la zona de drenaje a velocidades de evaporación más rápidas. [ 8 ]

La deposición química en fase vapor generalmente utiliza un precursor en fase gaseosa, a menudo un haluro o hidruro del elemento que se va a depositar. En el caso de la epitaxia metalorgánica en fase vapor , se utiliza un gas organometálico . Las técnicas comerciales suelen emplear presiones muy bajas del gas precursor.

La deposición química en fase vapor asistida por plasma utiliza un vapor ionizado, o plasma , como precursor. A diferencia del ejemplo del hollín mencionado anteriormente, este método se basa en medios electromagnéticos (corriente eléctrica, excitación por microondas ), en lugar de una reacción química, para producir un plasma.

La deposición de capas atómicas y su técnica hermana, la deposición de capas moleculares , utilizan precursores gaseosos para depositar películas delgadas conformes capa a capa. El proceso se divide en dos semirreacciones, que se ejecutan secuencialmente y se repiten para cada capa, con el fin de asegurar la saturación total de la capa antes de comenzar la siguiente. Por lo tanto, primero se deposita un reactivo y luego el segundo, durante lo cual ocurre una reacción química en el sustrato, formando la composición deseada. Debido a este proceso por etapas, es más lento que la deposición química en fase vapor; sin embargo, puede realizarse a bajas temperaturas. Cuando se realiza sobre sustratos poliméricos, la deposición de capas atómicas puede convertirse en una síntesis de infiltración secuencial , donde los reactivos se difunden en el polímero e interactúan con los grupos funcionales de las cadenas poliméricas.

Deposición física

La deposición física utiliza medios mecánicos, electromecánicos o termodinámicos para producir una película delgada de sólido. Un ejemplo cotidiano es la formación de escarcha . Dado que la mayoría de los materiales de ingeniería se mantienen unidos mediante energías relativamente altas, y las reacciones químicas no se utilizan para almacenar estas energías, los sistemas comerciales de deposición física suelen requerir un entorno de vapor a baja presión para funcionar correctamente; la mayoría se pueden clasificar como deposición física de vapor .

El material a depositar se coloca en un entorno energético y entrópico , de modo que las partículas de material escapan de su superficie. Frente a esta fuente se encuentra una superficie más fría que extrae energía de estas partículas a medida que llegan, permitiendo que formen una capa sólida. Todo el sistema se mantiene en una cámara de deposición al vacío, para que las partículas puedan desplazarse con la mayor libertad posible. Dado que las partículas tienden a seguir una trayectoria recta, las películas depositadas por medios físicos suelen ser direccionales , en lugar de conformes .

Algunos ejemplos de deposición física son:

Islas de plata de un átomo de espesor depositadas sobre la superficie de paladio mediante evaporación térmica. La calibración de la cobertura superficial se logró midiendo el tiempo necesario para completar una monocapa completa mediante microscopía de efecto túnel (STM) y a partir de la aparición de estados de pozo cuántico característicos del espesor de la película de plata en espectroscopía de fotoemisión resuelta en ángulo (ARPES). El tamaño de la imagen es de 250  nm x 250  nm. [ 9 ]

Un evaporador térmico utiliza un calentador de resistencia eléctrica para fundir el material y elevar su presión de vapor a un rango útil. Esto se realiza en alto vacío, tanto para permitir que el vapor alcance el sustrato sin reaccionar ni dispersarse con otros átomos en fase gaseosa en la cámara, como para reducir la incorporación de impurezas del gas residual en la cámara de vacío . Solo se pueden depositar materiales con una presión de vapor mucho mayor que la del elemento calefactor sin contaminar la película. La epitaxia de haces moleculares es una forma particularmente sofisticada de evaporación térmica.

Un evaporador por haz de electrones dispara un haz de alta energía desde un cañón de electrones para evaporar una pequeña cantidad de material; dado que el calentamiento no es uniforme, se pueden depositar materiales con menor presión de vapor . El haz suele desviarse 270° para asegurar que el filamento del cañón no esté expuesto directamente al flujo del material evaporado. Las tasas de deposición típicas para la evaporación por haz de electrones oscilan entre 1 y 10 nanómetros por segundo.

En la epitaxia de haces moleculares , se pueden dirigir corrientes lentas de un elemento hacia el sustrato, de modo que el material se deposita capa a capa. Los compuestos como el arseniuro de galio se depositan generalmente aplicando repetidamente una capa de un elemento (por ejemplo, galio ) y luego una capa del otro (por ejemplo, arsénico ), de modo que el proceso es tanto químico como físico; esto también se conoce como deposición de capas atómicas . Si los precursores utilizados son orgánicos, la técnica se denomina deposición de capas moleculares . El haz de material se puede generar por medios físicos (es decir, mediante un horno ) o mediante una reacción química ( epitaxia de haces químicos ).

La pulverización catódica se basa en un plasma (generalmente un gas noble , como el argón ) para desprender material de un blanco, átomo a átomo. El blanco puede mantenerse a una temperatura relativamente baja, ya que el proceso no es de evaporación, lo que la convierte en una de las técnicas de deposición más flexibles. Es especialmente útil para compuestos o mezclas, donde los diferentes componentes tenderían a evaporarse a velocidades distintas. Cabe destacar que la cobertura de los escalones de la pulverización catódica es más o menos uniforme. También se utiliza ampliamente en soportes ópticos. La fabricación de todos los formatos de CD, DVD y BD se realiza con esta técnica. Es una técnica rápida y permite un buen control del espesor. Actualmente, también se utilizan gases de nitrógeno y oxígeno en la pulverización catódica.

Los sistemas de deposición por láser pulsado funcionan mediante un proceso de ablación . Pulsos de luz láser focalizada vaporizan la superficie del material objetivo y lo convierten en plasma; este plasma generalmente vuelve a convertirse en gas antes de alcanzar el sustrato. [ 10 ]

La epitaxia láser térmica utiliza luz focalizada de un láser de onda continua para evaporar térmicamente fuentes de material. [ 11 ] Ajustando la densidad de potencia del haz láser, es posible la evaporación de cualquier elemento sólido no radiactivo. [ 12 ] El vapor atómico resultante se deposita sobre un sustrato, que también se calienta mediante un haz láser. [ 13 ] [ 14 ] El amplio rango de temperaturas de sustrato y deposición permite el crecimiento epitaxial de diversos elementos considerados difíciles por otras técnicas de crecimiento de películas delgadas. [ 15 ] [ 16 ]

La deposición por arco catódico (deposición física de vapor por arco) es un tipo de deposición por haz de iones en la que se crea un arco eléctrico que expulsa iones del cátodo. El arco tiene una densidad de potencia extremadamente alta , lo que resulta en un alto nivel de ionización (30-100 %), iones con carga múltiple, partículas neutras, cúmulos y macropartículas (gotas). Si se introduce un gas reactivo durante el proceso de evaporación, pueden producirse disociación , ionización y excitación durante la interacción con el flujo de iones , depositándose así una película compuesta.

La deposición electrohidrodinámica (o electrospray) es un proceso relativamente nuevo para la deposición de películas delgadas. El líquido a depositar, ya sea una solución de nanopartículas o simplemente una solución, se introduce en una pequeña boquilla capilar (generalmente metálica) conectada a un alto voltaje. El sustrato sobre el que se depositará la película se conecta a tierra. Bajo la influencia del campo eléctrico, el líquido que sale de la boquilla adquiere una forma cónica ( cono de Taylor ) y, en el vértice del cono, emana un fino chorro que se desintegra en gotitas cargadas positivamente, muy finas y pequeñas, debido al límite de carga de Rayleigh. Estas gotitas se van haciendo cada vez más pequeñas hasta que finalmente se depositan sobre el sustrato formando una capa delgada y uniforme.

Modos de crecimiento

Frank-van-der-Merwe
Modo Stranski-Krastanov
Modo Volmer-Weber

Crecimiento de Frank-van der Merwe [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] ("capa por capa"). En este modo de crecimiento, las interacciones adsorbato-superficie y adsorbato-adsorbato se equilibran. Este tipo de crecimiento requiere coincidencia de red y, por lo tanto, se considera un mecanismo de crecimiento "ideal".

Crecimiento de Stranski-Krastanov [ 20 ] ("islas conjuntas" o "capa más isla"). En este modo de crecimiento, las interacciones adsorbato-superficie son más fuertes que las interacciones adsorbato-adsorbato.

Volmer–Weber [ 21 ] ("islas aisladas"). En este modo de crecimiento, las interacciones adsorbato-adsorbato son más fuertes que las interacciones adsorbato-superficie, por lo que las "islas" se forman inmediatamente.

Existen tres etapas distintas de evolución de la tensión que surgen durante la deposición de la película de Volmer-Weber. [ 22 ] La primera etapa consiste en la nucleación de islas atómicas individuales. Durante esta primera etapa, la tensión observada general es muy baja. La segunda etapa comienza cuando estas islas individuales se fusionan y comienzan a chocar entre sí, lo que resulta en un aumento en la tensión de tracción general en la película. [ 23 ] Este aumento en la tensión de tracción general puede atribuirse a la formación de límites de grano tras la coalescencia de las islas, lo que resulta en fuerzas interatómicas que actúan sobre los límites de grano recién formados. La magnitud de esta tensión de tracción generada depende de la densidad de los límites de grano formados, así como de sus energías de límite de grano. [ 24 ] Durante esta etapa, el espesor de la película no es uniforme debido a la naturaleza aleatoria de la coalescencia de las islas, pero se mide como el espesor promedio. La tercera y última etapa del crecimiento de la película de Volmer-Weber comienza cuando la morfología de la superficie de la película no cambia con el espesor de la película. Durante esta etapa, la tensión general en la película puede permanecer de tracción o volverse de compresión.

En un gráfico de tensión-espesor vs. espesor, una tensión compresiva global se representa con una pendiente negativa, y una tensión de tracción global con una pendiente positiva. La forma general de la curva de tensión-espesor vs. espesor depende de varias condiciones de procesamiento (como la temperatura, la velocidad de crecimiento y el material). Koch [ 25 ] afirma que hay tres modos diferentes de crecimiento de Volmer-Weber. El comportamiento de la Zona I se caracteriza por un bajo crecimiento de grano en las capas de película subsiguientes y está asociado con una baja movilidad atómica. Koch sugiere que el comportamiento de la Zona I puede observarse a temperaturas más bajas. El modo de la Zona I típicamente tiene pequeños granos columnares en la película final. El segundo modo de crecimiento de Volmer-Weber se clasifica como Zona T, donde el tamaño de grano en la superficie de la deposición de la película aumenta con el espesor de la película, pero el tamaño de grano en las capas depositadas debajo de la superficie no cambia. Las películas de tipo Zona T están asociadas con mayores movilidades atómicas, temperaturas de deposición más altas y granos finales en forma de V. El modo final de crecimiento de Volmer-Weber propuesto es el de tipo Zona II, donde los límites de grano en el interior de la película, en la superficie, son móviles, lo que da lugar a granos grandes pero columnares. Este modo de crecimiento se asocia con la mayor movilidad atómica y temperatura de deposición. También existe la posibilidad de desarrollar una estructura mixta de tipo Zona T/Zona II, donde los granos son mayoritariamente anchos y columnares, pero experimentan un ligero crecimiento a medida que su espesor se acerca a la superficie de la película. Aunque Koch se centra principalmente en la temperatura para sugerir un posible modo de zona, factores como la velocidad de deposición también pueden influir en la microestructura final de la película. [ 23 ]

Epitaxia

Un subconjunto de los procesos y aplicaciones de deposición de películas delgadas se centra en el llamado crecimiento epitaxial de materiales, que consiste en la deposición de películas delgadas cristalinas que crecen siguiendo la estructura cristalina del sustrato. El término epitaxia proviene de las raíces griegas epi (ἐπί), que significa "sobre", y taxis (τάξις), que significa "de manera ordenada". Puede traducirse como "disposición sobre".

El término homoepitaxia se refiere al caso específico en el que se deposita una película del mismo material sobre un sustrato cristalino. Esta tecnología se utiliza, por ejemplo, para obtener una película más pura que el sustrato, con menor densidad de defectos, y para fabricar capas con diferentes niveles de dopaje. La heteroepitaxia se refiere al caso en el que la película depositada es diferente del sustrato.

Las técnicas utilizadas para el crecimiento epitaxial de películas delgadas incluyen la epitaxia de haces moleculares , la deposición química de vapor y la deposición por láser pulsado . [ 26 ]

Comportamiento mecánico

Estrés

Las películas delgadas pueden estar cargadas biaxialmente a través de tensiones originadas en su interfaz con un sustrato. Las películas delgadas epitaxiales pueden experimentar tensiones debido a deformaciones de desajuste entre las redes coherentes de la película y el sustrato, y a la reestructuración de la triple unión superficial. [ 27 ] La tensión térmica es común en películas delgadas cultivadas a temperaturas elevadas debido a las diferencias en los coeficientes de expansión térmica con el sustrato. [ 28 ] Las diferencias en la energía interfacial y el crecimiento y coalescencia de granos contribuyen a la tensión intrínseca en las películas delgadas. Estas tensiones intrínsecas pueden ser función del espesor de la película. [ 29 ] [ 30 ] Estas tensiones pueden ser de tracción o compresión y pueden causar agrietamiento , pandeo o delaminación a lo largo de la superficie. En películas epitaxiales, las capas atómicas depositadas inicialmente pueden tener planos reticulares coherentes con el sustrato. Sin embargo, más allá de un espesor crítico, se formarán dislocaciones de desajuste que conducirán a la relajación de las tensiones en la película. [ 28 ] [ 31 ]

Cepa

Las películas pueden experimentar una deformación de transformación dilatacional.miT{\displaystyle e_{T}}en relación con su sustrato debido a un cambio de volumen en la película. Los cambios de volumen que causan tensión dilatacional pueden provenir de cambios de temperatura, defectos o transformaciones de fase. Un cambio de temperatura inducirá un cambio de volumen si los coeficientes de expansión térmica de la película y el sustrato son diferentes. La creación o aniquilación de defectos como vacantes, dislocaciones y límites de grano causará un cambio de volumen a través de la densificación. Las transformaciones de fase y los cambios de concentración causarán cambios de volumen a través de distorsiones de la red. [ 32 ] [ 33 ]

Se produce una tensión de compresión cuando el coeficiente de dilatación térmica de la película es menor que el del sustrato. Se produce una tensión de tracción cuando el coeficiente de dilatación térmica de la película es mayor que el del sustrato.

tensión térmica

Una diferencia en los coeficientes de expansión térmica entre la película y el sustrato provocará una deformación térmica durante un cambio de temperatura. La deformación elástica de la película con respecto al sustrato viene dada por:

ε=−(αF−αs)(T−T0){\displaystyle \varepsilon =-(\alpha _{f}-\alpha _{s})(T-T_{0})}

dóndeε{\displaystyle \varepsilon }es la deformación elástica,αF{\displaystyle \alpha _{f}}es el coeficiente de expansión térmica de la película,αs{\displaystyle \alpha _{s}}es el coeficiente de expansión térmica del sustrato,T{\displaystyle T}es la temperatura, y T0{\displaystyle T_{0}}es la temperatura inicial de la película y el sustrato cuando se encuentran en un estado libre de tensiones. Por ejemplo, si se deposita una película sobre un sustrato con un coeficiente de expansión térmica menor a altas temperaturas y luego se enfría a temperatura ambiente, se generará una deformación elástica positiva. En este caso, la película desarrollará tensiones de tracción. [ 32 ]

Cepa de crecimiento

A diferencia de la deformación térmica y epitaxial, que son impulsadas por factores externos como la temperatura y los parámetros de la red del sustrato, la deformación de crecimiento se origina dentro de la propia película. Un cambio en la densidad debido a la creación o destrucción de defectos, cambios de fase o cambios de composición después de que la película se haya crecido sobre el sustrato generará una deformación de crecimiento. Tal es el caso en el modo Stranski-Krastanov, donde la capa de película se deforma para ajustarse al sustrato debido a un aumento en la sobresaturación y la energía interfacial que se desplaza de isla en isla. [ 34 ] La deformación elástica para acomodar estos cambios está relacionada con la deformación dilatacional. miT{\displaystyle e_{T}}por:

ε=−miT/3{\displaystyle \varepsilon =-e_{T}/3}

Una película que experimenta tensiones de crecimiento estará bajo condiciones de tensión de tracción biaxial, generando esfuerzos de tracción en direcciones biaxiales para igualar las dimensiones del sustrato. [ 32 ] [ 35 ]

Efecto del espesor de la película sobre la deformación epitaxial. Las películas con un espesor inferior al crítico permanecen deformadas de forma coherente con el sustrato, mientras que las que superan dicho espesor se relajan mediante la formación de dislocaciones.

Deformaciones epitaxiales

La deformación epitaxial se refiere a la deformación elástica de una película delgada como resultado del desajuste de la red cristalina con el sustrato monocristalino sobre el que se deposita. La estructura cristalina y las propiedades de las películas delgadas se ven significativamente influenciadas por la deformación epitaxial. Esta deformación se ha utilizado para modificar diversas propiedades funcionales, como las constantes dieléctricas de los materiales ferroeléctricos y la temperatura de Curie de los materiales superconductores. [ 36 ] Una película crecida epitaxialmente sobre un sustrato grueso tendrá una deformación elástica inherente dada por:

ε≈as−aFaF{\displaystyle \varepsilon \approx {a_{s}-a_{f} \over a_{f}}}

dóndeas{\displaystyle a_{s}}yaF{\displaystyle a_{f}}son los parámetros de red del sustrato y la película, respectivamente. Se supone que el sustrato es rígido debido a su espesor relativo. Por lo tanto, toda la deformación elástica ocurre en la película para igualar el sustrato. [ 32 ]

Más allá del desajuste de la red cristalina, la deformación epitaxial también se ve influenciada por la morfología superficial de los sustratos. Los sustratos para el crecimiento epitaxial de películas delgadas suelen prepararse mediante recocido para obtener escalones atómicamente planos. Sin embargo, el tamaño de estos escalones del sustrato, en relación con el tamaño de la celda unitaria de la película, suele ser desproporcionado y se ha demostrado que contribuye a la deformación de la película, afectando así sus propiedades. [ 36 ]

Espesor de la película

La deformación epitaxial es función del espesor de la película. Para películas delgadas, existe un espesor crítico por debajo del cual la película se deforma epitaxialmente y por encima del cual es energéticamente favorable que la película se relaje mediante la introducción de defectos como dislocaciones. [ 37 ] La figura siguiente muestra los efectos del espesor de la película sobre la deformación epitaxial. Dado que la película inicial tiene una red más grande que la del sustrato, el parámetro de red en el plano de la película cuando se deforma (t < t crit ) se reduce para coincidir con el del sustrato, y debido al coeficiente de Poisson, se espera que el parámetro de red normal a la superficie aumente. Cuando la película se relaja (t > t crit ), las dislocaciones en la interfaz película/sustrato permiten que los parámetros de red de la película se aproximen a los del material masivo. [ 37 ]

En los últimos 50 años se han desarrollado múltiples modelos para el espesor crítico. El primer modelo para predecir el espesor crítico fue desarrollado por Matthews y Blakeslee (MB) en 1974, quienes derivaron su modelo a través de un argumento de equilibrio de fuerzas entre la fuerza impulsora para el deslizamiento de dislocaciones y la resistencia debida a la tensión de desajuste de la red. [ 38 ] El modelo MB se desarrolló para el caso específico de una película delgada sobre un sustrato grueso.

Sin embargo, estudios experimentales posteriores , particularmente en películas delgadas de SiGe , encontraron discrepancias entre las predicciones de MB y los datos experimentales. Las desviaciones entre los resultados y el modelo podrían atribuirse al hecho de que la teoría MB ignora las interacciones dislocación-dislocación y los mecanismos de nucleación de dislocaciones. [ 39 ] Para abordar estas limitaciones del modelo MB, otros científicos procedieron a desarrollar modelos más avanzados que predecirían con mayor precisión los resultados experimentales. A finales de la década de 1980, Dodson y Tsao consideraron un argumento de exceso de tensión en lugar de un argumento de equilibrio de fuerzas para desarrollar el modelo DT, que coincidió bien con los resultados experimentales para películas delgadas de SiGe. [ 40 ] [ 41 ] En 1996, Freund y Nix consideraron un argumento basado en la energía para generalizar el modelo MB para el caso de un sustrato flexible y una película epitaxial. [ 42 ]  

Medición de la tensión y la deformación

Las tensiones en películas depositadas sobre sustratos planos como obleas se pueden calcular midiendo la curvatura de la oblea debida a la deformación producida por la película. El uso de sistemas ópticos, como los que utilizan láseres, [ 43 ] permite la caracterización completa de la oblea antes y después de la deposición. Los láseres se reflejan en la oblea siguiendo un patrón de cuadrícula, y las distorsiones en la cuadrícula se utilizan para calcular la curvatura y medir las constantes ópticas . La deformación en películas delgadas también se puede medir mediante difracción de rayos X , espectroscopia Raman o fresando una sección de la película con un haz de iones focalizado y monitorizando la relajación mediante microscopía electrónica de barrido . [ 30 ]

Mediciones de curvatura de la oblea

Un método común para determinar la evolución de la tensión de una película consiste en medir la curvatura de la oblea durante su deposición. Stoney [ 44 ] relaciona la tensión promedio de una película con su curvatura mediante la siguiente expresión:

κ=6⟨σ⟩hFMETROshs2{\displaystyle \kappa ={\frac {6\langle \sigma \rangle h_{f}}{M_{s}h_{s}^{2}}}}

dóndeMETROs=mi1−υ{\displaystyle M_{s}={\frac {\mathrm {E} }{1-\upsilon }}}, dóndemi{\displaystyle \mathrm {E} }es el módulo de elasticidad volumétrico del material que compone la película, yυ{\displaystyle \upsilon }es el coeficiente de Poisson del material que compone la película,hs{\displaystyle h_{s}}es el espesor del sustrato,hF{\displaystyle h_{f}}es el punto culminante de la película, y⟨σ⟩{\displaystyle \langle \sigma \rangle }es la tensión promedio en la película. Las suposiciones realizadas con respecto a la fórmula de Stoney asumen que la película y el sustrato son más pequeños que el tamaño lateral de la oblea y que la tensión es uniforme en toda la superficie. [ 45 ] Por lo tanto, el espesor de tensión promedio de una película dada se puede determinar integrando la tensión sobre un espesor de película dado:

⟨σ⟩=1hF∫0hFσ(z)dz{\displaystyle \langle \sigma \rangle ={\frac {1}{h_{f}}}\int _{0}^{h_{f}}\sigma (z)dz}

dóndez{\displaystyle z}es la dirección normal al sustrato yσ(z){\displaystyle \sigma (z)}representa la tensión en el lugar a una altura particular de la película. El espesor de tensión (o fuerza por unidad de ancho) está representado por⟨σ⟩hF{\displaystyle \langle \sigma \rangle h_ {f}}es una cantidad importante ya que es direccionalmente proporcional a la curvatura por6METROshs2{\displaystyle {\frac {6}{M_{s}h_{s}^{2}}}}Debido a esta proporcionalidad, la medición de la curvatura de una película a un espesor determinado permite determinar directamente la tensión en la película a ese espesor. La curvatura de una oblea está determinada por la tensión promedio en la película. Sin embargo, si la tensión no se distribuye uniformemente en una película (como ocurriría con capas de película crecidas epitaxialmente que no se han relajado, de modo que la tensión intrínseca se debe al desajuste de la red entre el sustrato y la película), es imposible determinar la tensión a una altura específica de la película sin mediciones continuas de curvatura. Si se toman mediciones continuas de curvatura, la derivada temporal de los datos de curvatura es: [ 46 ]dκdt∝σ(hF)∂hF∂t+∫0hF∂σ(z,t)∂tdz{\displaystyle {\frac {d\kappa }{dt}}\propto \sigma (h_{f}){\frac {\partial h_{f}}{\partial t}}+\int _{0}^{h_{f}}{\frac {\partial \sigma (z,t)}{\partial t}}dz}

puede mostrar cómo cambia la tensión intrínseca en cualquier punto dado. Suponiendo que la tensión en las capas subyacentes de una película depositada permanece constante durante la deposición posterior, podemos representar la tensión incremental.σ(hF){\displaystyle \sigma (h_{f})}como: [ 46 ]

σ(hF)∝∂κ∂t∂hF∂t=dκdh{\displaystyle \sigma (h_{f})\propto {\frac {\frac {\partial \kappa }{\partial t}}{\frac {\partial h_{f}}{\partial t}}}={\frac {d\kappa }{dh}}}

Nanoindentación

La nanoindentación es un método popular para medir las propiedades mecánicas de las películas. Las mediciones se pueden usar para comparar películas recubiertas y sin recubrimiento y así revelar los efectos del tratamiento superficial en las respuestas elásticas y plásticas de la película. Las curvas de carga-desplazamiento pueden revelar información sobre el agrietamiento, la delaminación y la plasticidad tanto en la película como en el sustrato. [ 47 ]

El método de Oliver y Pharr [ 48 ] se puede utilizar para evaluar los resultados de nanoindentación para la evaluación de la dureza y el módulo elástico mediante el uso de geometrías de indentador axisimétricas como un indentador esférico. Este método supone que durante la descarga, solo se recuperan deformaciones elásticas (donde la deformación plástica inversa es despreciable). El parámetroPAG{\displaystyle P}designa la carga,h{\displaystyle h}es el desplazamiento relativo a la superficie del recubrimiento no deformada yhF{\displaystyle h_{f}}es la profundidad de penetración final después de la descarga. Estas se utilizan para aproximar la relación de ley de potencias para las curvas de descarga:

PAG=α(h−hF)metro{\displaystyle P=\alpha (h-h_{f})^{m}}

Después del área de contactoA{\displaystyle A}Se calcula la dureza, que se estima mediante:

H=PAGmetroaincógnitaA{\displaystyle H={\frac {P_{max}}{A}}}

A partir de la relación del área de contacto, la rigidez de descarga se puede expresar mediante la relación: [ 49 ]

S=β2√πmimiFF√A{\displaystyle S=\beta {\frac {2}{\surd \pi }}E_{eff}\surd A}

DóndemimiFF{\displaystyle E_{eff}}es el módulo elástico efectivo y tiene en cuenta los desplazamientos elásticos en la muestra y el indentador. Esta relación también se puede aplicar al contacto elastoplástico, que no se ve afectado por la acumulación de material ni por el hundimiento durante la indentación.

1mimiFF=1−ν2mi+1−ν2mii{\displaystyle {\frac {1}{E_{eff}}}={\frac {1-\nu ^{2}}{E}}+{\frac {1-\nu ^{2}}{E_{i}}}}

Debido al bajo espesor de las películas, existe preocupación por la perforación accidental del sustrato. Para evitar indentaciones más allá de la película y en el sustrato, las profundidades de penetración a menudo se mantienen por debajo del 10 % del espesor de la película. [ 50 ] Para indentadores cónicos o piramidales, la profundidad de indentación escala comoa/t{\displaystyle a/t}dóndea{\displaystyle a}es el radio del círculo de contacto yt{\displaystyle t}es el espesor de la película. La relación de profundidad de penetraciónh{\displaystyle h}y el espesor de la película puede utilizarse como parámetro de escala para películas blandas. [ 47 ]

difracción de rayos X (DRX)

La difracción de rayos X es una técnica no destructiva muy eficaz para medir la deformación en películas delgadas cristalinas. Las mediciones precisas de las posiciones angulares de los picos de difracción permiten determinar los parámetros de red de una película delgada. La desviación de los parámetros de red sin deformación indica la deformación presente en la película. [ 51 ]

Para una película sometida a tensión biaxial con deformación en el plano (ϵ ∣∣ ) y deformación fuera del plano (ϵ ⊥ ), la deformación fuera del plano se puede calcular utilizando el parámetro de red fuera del plano medido a ⊥ a través de la siguiente expresión: [ 51 ]

ϵ⊥=a⊥−a0a0{\displaystyle \epsilon _{\perp }={\frac {a_{\perp }-a_{0}}{a_{0}}}}

Suponiendo que la película es isotrópica, la deformación en el plano se puede calcular utilizando la teoría de la elasticidad: [ 52 ]

ϵ∥=ν−12νϵ⊥{\displaystyle \epsilon _{\parallel }={\frac {\nu -1}{2\nu }}\epsilon _{\perp }}

dóndeν{\displaystyle \nu }es el coeficiente de Poisson de la película.

espectroscopia Raman

La espectroscopia micro-Raman se emplea frecuentemente para mapear de forma no invasiva los estados de deformación en películas delgadas monocristalinas con alta resolución espacial. [ 53 ] Las frecuencias de los picos Raman son sensibles a la temperatura, la polarización, la carga y la densidad de defectos, así como a la deformación. La deformación compresiva suele producir un desplazamiento hacia el azul (aumento) de las frecuencias características de los picos Raman, mientras que la deformación por tracción produce un desplazamiento hacia el rojo (disminución). La deformación dependiente del espesor puede calcularse directamente a partir de las magnitudes de desplazamiento siempre que se conozca el coeficiente de desplazamiento de frecuencia de fonones-deformación (potencial de deformación de fonones) apropiado y existan variaciones mínimas en la carga y la densidad de defectos en la región de interés. [ 53 ]

Microscopía electrónica de transmisión (TEM)

La microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM) o la microscopía electrónica de transmisión de barrido (STEM) se pueden utilizar para medir directamente las distancias interplanares en materiales cristalinos. [ 54 ] Los métodos de difracción, como la difracción de electrones de nanohaz (NBED), miden las distancias interplanares recíprocas. Estas técnicas se pueden aprovechar en un TEM para medir la deformación de la red cristalina en dos dimensiones. La comparación de estas distancias en regiones deformadas y no deformadas en un cristal produce el valor de la deformación. [ 54 ] El análisis de fase geométrica (GPA) analiza las variaciones locales en los componentes de Fourier de las franjas de la red para generar mapas de deformación bidimensionales cuantitativos a partir de imágenes de red de TEM de alta resolución con resolución casi atómica. [ 55 ] Además, las dislocaciones de desajuste y otros defectos relacionados con la deformación se pueden visualizar directamente utilizando el contraste de difracción en imágenes de TEM. [ 56 ]

Las características de la zona de Laue de orden superior (HOLZ) pueden medirse con precisión mediante difracción de electrones de haz convergente . Esta técnica limita el espesor y la orientación de la muestra, pero ofrece una sensibilidad excepcional, capaz de medir variaciones del parámetro de red inferiores a 0,1 picómetros. [ 37 ] [ 54 ] Esto permite determinar la variación de la orientación de la deformación y la textura en granos individuales de películas policristalinas.

Ingeniería de deformación

La tensión y la relajación de tensiones en las películas pueden influir en las propiedades del material, como el transporte de masa en aplicaciones microelectrónicas . Por lo tanto, se toman precauciones para mitigar o generar dichas tensiones; por ejemplo, se puede depositar una capa amortiguadora entre el sustrato y la película. [ 30 ] La ingeniería de deformación también se utiliza para producir diversas estructuras de fase y dominio en películas delgadas, como en la estructura de dominio del titanato de zirconato de plomo (PZT) ferroeléctrico. [ 57 ]

medio multicapa

En las ciencias físicas, un medio multicapa o estratificado es una pila de diferentes películas delgadas. Por lo general, un medio multicapa se fabrica con un propósito específico. Dado que las capas son delgadas con respecto a una escala de longitud relevante, los efectos de interfaz son mucho más importantes que en los materiales masivos, dando lugar a propiedades físicas novedosas. [ 58 ]

El término "multicapa" no es una extensión de " monocapa " y " bicapa ", que describen una sola capa de una o dos moléculas de espesor. Un medio multicapa, en cambio, consta de varias películas delgadas.

Ejemplos

Aplicaciones

Revestimientos decorativos

El uso de películas delgadas para recubrimientos decorativos probablemente representa su aplicación más antigua. Esto incluye láminas de oro  de aproximadamente 100 nm de espesor que ya se utilizaban en la antigua India hace más de 5000 años. También puede entenderse como cualquier forma de pintura, aunque este tipo de trabajo generalmente se considera una artesanía artística más que una disciplina de ingeniería o científica. Hoy en día, los materiales de película delgada de espesor variable y alto índice de refracción , como el dióxido de titanio, se aplican a menudo para recubrimientos decorativos sobre vidrio, por ejemplo, creando una apariencia de arcoíris como el aceite sobre el agua. Además, las superficies opacas de color dorado pueden prepararse mediante la pulverización catódica de oro o nitruro de titanio .

Recubrimientos ópticos

Estas capas sirven tanto en sistemas reflectantes como refractivos . Los espejos de gran superficie (reflectivos) estuvieron disponibles durante el siglo XIX y se producían mediante la pulverización catódica de plata o aluminio metálico sobre vidrio. Las lentes refractivas para instrumentos ópticos como cámaras y microscopios suelen presentar aberraciones , es decir, un comportamiento refractivo no ideal. Si bien antes era necesario alinear grandes conjuntos de lentes a lo largo del recorrido óptico, hoy en día, el recubrimiento de lentes ópticas con multicapas transparentes de dióxido de titanio, nitruro de silicio u óxido de silicio, etc., puede corregir estas aberraciones. Un ejemplo bien conocido del progreso en sistemas ópticos mediante la tecnología de película delgada es la lente de tan solo unos pocos milímetros de ancho en las cámaras de los teléfonos inteligentes . Otros ejemplos son los recubrimientos antirreflectantes en gafas o paneles solares .

Recubrimientos protectores

Las películas delgadas se depositan a menudo para proteger una pieza subyacente de influencias externas. La protección puede funcionar minimizando el contacto con el medio exterior para reducir la difusión desde el medio hacia la pieza o viceversa. Por ejemplo, las botellas de limonada de plástico suelen estar recubiertas con capas antidifusión para evitar la difusión de CO₂ , en el que se descompone el ácido carbónico introducido en la bebida a alta presión. Otro ejemplo lo constituyen las películas delgadas de TiN en chips microelectrónicos que separan las líneas de aluminio conductoras de electricidad del aislante de SiO₂ para suprimir la formación de Al₂O₃ . A menudo, las películas delgadas sirven como protección contra la abrasión entre piezas mecánicamente móviles. Ejemplos de esta última aplicación son las capas de carbono tipo diamante utilizadas en motores de automóviles o las películas delgadas hechas de nanocompuestos .

Recubrimientos de funcionamiento eléctrico

Capa metálica con estructura lateral de un circuito integrado [ 59 ]

Las capas delgadas de metales elementales como cobre, aluminio, oro o plata, etc., y sus aleaciones han encontrado numerosas aplicaciones en dispositivos eléctricos. Debido a su alta conductividad eléctrica, pueden transportar corrientes eléctricas o suministrar voltajes. Las capas delgadas de metal sirven en sistemas eléctricos convencionales, por ejemplo, como capas de Cu en placas de circuitos impresos , como conductor de tierra externo en cables coaxiales y en diversas otras formas, como sensores, etc. [ 60 ] Un campo importante de aplicación se convirtió en su uso en dispositivos pasivos integrados y circuitos integrados , [ 61 ] donde la red eléctrica entre dispositivos activos y pasivos como transistores y condensadores, etc., se construye a partir de capas delgadas de Al o Cu. Estas capas tienen espesores que van desde unos pocos cientos de  nm hasta unos pocos micrómetros, y a menudo están incrustadas en capas delgadas de nitruro de titanio de unos pocos nm para bloquear una reacción química con el dieléctrico circundante como SiO 2 . La figura muestra una micrografía de una pila de metal TiN/Al/TiN con estructura lateral en un chip microelectrónico. [ 59 ]

Las heteroestructuras de nitruro de galio y semiconductores similares pueden dar lugar a que los electrones queden confinados a una capa subnanométrica, comportándose efectivamente como un gas de electrones bidimensional . Los efectos cuánticos en estas películas delgadas pueden mejorar significativamente la movilidad de los electrones en comparación con la de un cristal masivo, que se utiliza en transistores de alta movilidad electrónica .

Biosensores y dispositivos plasmónicos

Las películas delgadas de metales nobles se utilizan en estructuras plasmónicas como los sensores de resonancia de plasmones superficiales (SPR). Los polaritones de plasmones superficiales son ondas superficiales en el régimen óptico que se propagan entre interfaces metal-dieléctrico; en la configuración de Kretschmann-Raether para los sensores SPR, un prisma se recubre con una película metálica mediante evaporación. Debido a las deficientes características adhesivas de las películas metálicas, se utilizan películas de germanio , titanio o cromo como capas intermedias para promover una mayor adhesión. [ 62 ] [ 63 ] [ 64 ] Las películas delgadas metálicas también se utilizan en diseños de guías de onda plasmónicas . [ 65 ] [ 66 ]

Celdas fotovoltaicas de película delgada

También se están desarrollando tecnologías de película delgada como medio para reducir sustancialmente el costo de las células solares . La razón de esto es que las células solares de película delgada son más baratas de fabricar debido a sus menores costos de materiales, costos de energía, costos de manipulación y costos de capital. Esto se representa especialmente en el uso de procesos de electrónica impresa ( rollo a rollo ). Otras tecnologías de película delgada, que aún se encuentran en una etapa temprana de investigación en curso o con disponibilidad comercial limitada, a menudo se clasifican como células fotovoltaicas emergentes o de tercera generación e incluyen células solares orgánicas , sensibilizadas por colorantes y de polímeros , así como células solares de puntos cuánticos , [ 67 ] sulfuro de cobre, zinc y estaño , nanocristales y perovskita . [ 68 ] [ 69 ]

Baterías de película delgada

La tecnología de impresión de película delgada se utiliza para aplicar polímeros de litio de estado sólido a diversos sustratos y crear baterías únicas para aplicaciones especializadas. Las baterías de película delgada se pueden depositar directamente sobre chips o encapsulados de chips de cualquier forma o tamaño. Las baterías flexibles se pueden fabricar imprimiendo sobre plástico, láminas metálicas delgadas o papel. [ 70 ]

Resonadores de ondas acústicas de volumen de película delgada (TFBAR/FBAR)

Para la miniaturización y un control más preciso de la frecuencia de resonancia de los cristales piezoeléctricos, se desarrollan resonadores acústicos de película delgada (TFBAR/FBAR) para osciladores, filtros y duplexores de telecomunicaciones y aplicaciones de sensores.

Véase también

Referencias

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Lecturas adicionales

Libros de texto
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  • Ohring, Milton (26 de octubre de 2001). Ciencia de los materiales de películas delgadas, segunda edición . Academic Press. ISBN 978-1-4933-0172-0.
  • Seshan, Krishna (11 de julio de 2017). Manual de deposición de películas delgadas, 3.ª edición . William Andrew Publishing. ISBN 978-1-4377-7873-1.
Histórico
  • Mattox, Donald M. (14 de enero de 2004). Los fundamentos de la tecnología de recubrimiento al vacío . William Andrew Publishing. ISBN 978-0-8155-1495-4.
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