Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://ri.ufmt.br/handle/1/5555
Tipo documento: Tese
Título: Filmes finos de titanato de bário estrôncio para a produção de dispositivos eletrônicos
Autor(es): Ávila, Ana Paula Araújo Albuquerque
Orientador(a): Prado, Rogério Junqueira
Membro da Banca: Prado, Rogério Junqueira
Membro da Banca: Tasayco, Carlos Manuel Sánchez
Membro da Banca: Chagas, Edson Ferreira
Membro da Banca: Pereyra, Inés
Membro da Banca: Bonelli, Thiago Scremin
Resumo : A utilização de filmes finos de Titanato de Bário Estrôncio (BST) tem ganhado cada vez mais importância devido suas propriedades ópticas e ferroelétricas, além de alta constante dielétrica e baixa perda dielétrica, boa condutividade elétrica e estabilidade térmica, que os tornam ideais para aplicação em dispositivos eletrônicos como memórias dinâmicas (DRAMs e FRAMs), circuitos integrados, atuadores, células solares, sensores de infravermelho, guias de ondas, entre outros. O estudo de filmes finos de BST tem se focado principalmente na otimização de suas propriedades. Este trabalho tem como objetivo a deposição de filmes finos de BST em temperatura ambiente (amorfo) por meio da técnica de RF Magnetron Sputtering (pulverização catódica) e sua posterior cristalização por meio de tratamento térmico. A espessura dos filmes e suas respectivas taxas de deposição foram determinadas por Perfilometria, sua morfologia superficial foi caracterizada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e suas propriedades ópticas determinadas por Espectrofotometria no Ultravioleta e Visível (UV-Vis), utilizando os métodos de Swanepoel e Tauc. A análise por XRD permitiu a identificação e a caracterização das fases cristalinas presentes nos filmes refinando-se os difratogramas pelo método de Rietveld, bem como a estimativa do tamanho médio do cristalito e da microdeformação da rede pelo método de Williamson-Hall. A partir da análise dos dados obtidos na caracterização dos filmes finos de BST tratados termicamente a 700°C por 1 hora verificou-se que os picos de difração de maior intensidade referem-se aos planos cristalinos (110) e (200), indicando a orientação preferencial nos filmes finos de BST. A além disso por meio do refinamento de Rietveld foi observado que os filmes, após tratamento térmico, apresentaram fase cristalina cúbica Pm3̅m ou tetragonal P4mm (com distorção no plano, ou seja, c<a). A fase tetragonal (ou pseudocúbica com distorção no plano) é provavelmente causada por defeitos na estrutura cristalina. Os parâmetros de rede para todos os filmes após o tratamento térmico foram maiores que o valor obtido para o BST bulk, o que é consistente com a presença de vacâncias de oxigênio. A distorção tetragonal observada nos filmes finos de BST depositados neste trabalho são capazes de alterar as propriedades do material, tornando-o um possível candidato para aplicação em dispositivos eletrônicos.
Resumo em lingua estrangeira: The use of Barium Strontium Titanate (BST) thin films has gained increasing importance due to it’s optical and ferroelectric properties, as well as high dielectric constant and low dielectric loss, good electrical conductivity and thermal stability, which make them ideal for application in electronic devices such as dynamic memories (DRAMs and FRAMs), integrated circuits, actuators, solar cells, infrared sensors, waveguides, among others. The study of BST thin films has been mainly focused on optimizing their properties. The objective of this work is the deposition of amorphous BST thin films at room temperature using the RF Magnetron Sputtering technique and thermally treat them for subsequent crystallization. The thickness of the films and their respective deposition rates were determined by Profilometry, their surface morphology was characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and their optical properties determined by Ultraviolet and Visible Spectrophotometry (UV-Vis), using the Swanepoel and Tauc methods. XRD analysis allowed the identification and characterization of the crystalline phases present in the films by refining the diffractograms by the Rietveld method, as well as estimating the average crystallite size and the lattice microstrain by the WiliamsonHall method. From the analysis of data obtained in the characterization of BST thin films heattreated at 700°C for 1 hour, it was observed that the peaks of higher intensity in the 110 and 200 directions indicate the preferential orientation in the BST thin films. Furthermore, through Rietveld refinement, it was observed that the films, after heat treatment, presented a cubic Pm3̅m or tetragonal P4mm crystalline phase (with in-plane distortion, i.e., c<a). The tetragonal (or pseudocubic with in-plane distortion) phase is probably caused by defects in the crystal structure. The lattice parameters for all films after heat treatment were higher than that obtained for bulk BST, which is consistent with the presence of oxygen vacancies. The tetragonal distortion observed in the BST thin films deposited in this work is capable of altering the properties of the material, making it a possible candidate for application in electronic devices.
Palavra-chave: Filmes finos
BST
Distorção tetragonal
Orientação preferencial
Palavra-chave em lingua estrangeira: Thin film
BST
Tetragonal distortion
Preferred orientation
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Mato Grosso
Sigla da instituição: UFMT CUC - Cuiabá
Departamento: Instituto de Física (IF)
Programa: Programa de Pós-Graduação em Física
Referência: ÁVILA, Ana Paula Araújo Albuquerque. Filmes finos de titanato de bário estrôncio para a produção de dispositivos eletrônicos. 2023. 93 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Física, Cuiabá, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://ri.ufmt.br/handle/1/5555
Data defesa documento: 3-Nov-2023
Aparece na(s) coleção(ções):CUC - IF - PPGF - Teses de doutorado

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