Estudio morfológico de películas ultra delgadas de oro

Abstract

Este trabajo analiza la morfología y los mecanismos de crecimiento en películas delgadas de oro sobre mica moscovita. Para lograr esto, se prepararon películas delgadas de oro de 1.5 a 40 nm de espesor nominal, mediante el método de deposición físico en fase vapor. Las condiciones de las evaporaciones fueron: presión de 10^-4 Pa; temperatura de evaporación entre los 110 y 790 K. La información topográfica de las películas delgadas se obtuvo mediante microscopia de fuerza atómica (AFM) para las muestras no conductoras y microscpía de efecto túnel (STM) para las muestras elétricamente continuas. Las películas evaporadas a temperatura ambiente, logran recubrir completamente el sus- trato cuando el espesor evaporado es de 8 nm o superior. Para las muestras con espesores inferiores a 8 nm, las mediciones topográficas se realizaron mediante AFM, el diámetro pro- medio de grano es constante para los distintos espesores evaporados, el exponente de Avrami es 1.06. Para las muestras con espesores mayores a 8 nm las mediciones topográficas se rea- lizaron mediante STM, en esta serie el diámetro promedio de grano aumenta con el espesor, el índice de Hurst es 1 para las distintas muestras y el exponente dinámico de crecimiento es 2.55. Se evaporaron muestras a temperaturas distintas a la ambiente, de espesores de 1.5 y 3.0 nm. Estas fueron caracterizadas mediante AFM e indican que la altura de los granos que forma el oro sobre la mica es mayor mientras menor es la temperatura del sustrato durante la evaporación. Las muestras fabricadas a temperatura sobre los 300 K muestran cambios de colores y topográficos a través del tiempo. Los resultados muestran que los depósitos fabricados a temperatura ambiente poseen nucleación instantánea y que están dominados por la barrera de Schwoebels-Ehrlich. Los depósitos fabricados a temperatura sobre los 300 K muestran que no hay una relación directa entre el tiempo en que la mica es sometida a un tratamiento térmico y la morfología que tendrá el depósito de oro, esto puede atribuirse a los procesos de hidroxilación que suceden en la mica o a la desorción de potasio superficial.