Filmes Finos.

Apresentação em tema: "Filmes Finos."— Transcrição da apresentação:

1 Filmes Finos

2 Filmes Finos Camadas com espessura inferior à 10m
Monocamada Multicamadas Espessuras da ordem de dezenas de ângstrons Poços Quânticos Múltiplos de semicondutores Sistemas magnéticos para armazenamento de dados

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5 Filmes Finos Técnicas de deposição à vácuo
Sputtering Térmica Feixe de elétrons Reatores de CVD Variação da composição das camadas

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8 Filmes Finos Pode existir uma correlação entre o subtrato e o filme produzido Epitaxial (Des)Casamento entre as estruturas Tensão normal e lateral Relaxação Formação de defeitos pontuais, discordâncias e interdifusão Rugosidade interfacial

9 Óptica para Filmes Finos

10 Óptica para Filmes Finos
Radiação monocromática Feixe colimado Dispersão cromática do feixe

11 Difração de Alto Ângulo X Baixo Ângulo
Difração de incidência rasante Separação entre o substratro e o filme depositado Varredura com a fonte de raio-x fixa e detector variando Ângulo de incidência do feixe entre 0,5 e 4,0o

12 Reflexão de Raio-x Comportamento semelhante à luz para ângulos inferiores à 4o Varredura -2 Lei de Snell Densidade eletrônica das camadas

13 Reflexão de Raios-x - Parâmetros
Espessura Densidade atômica das camadas Qualidade interfacial Rugosidade Interdifusão entre as camadas

14 Teoria de Reflexão em Multicamadas
Abelés (1948) e Parrat (1954) Teoria dinâmica Efeito da absorção Fenômeno de multiplas reflexões Desvio da trajetória de uma onda eletromagnética por uma mudança de índice de refração Equações de Maxwell

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17 Teoria de Reflexão em Multicamadas
Matriz de reflexão com as quatro componentes Cálculo da intensidade do feixe de saída refletido Cálculo recursivo a partir do substrato

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22 Reflexão de Raios-x Rugosidade Interfacial
Vidal e Vicent (1984) Transformação Wronskiana Interface com rugosidade Feixes incidente, transmitido e refletido Reconstitui uma interface perfeita Teorema de Green em um circuito fechado

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24 Reflexão de Raios-x Espessura
Miceli (1986) Distância entre os batimentos da interferência construtiva e destrutiva Precisão de 0,01 nm para um sistema de multicamadas

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26 Ajuste de Curvas Experimentais
Rx-Optic, Avillez e Brant (1998) Parâmetros de entrada Comprimento de onda Dados experimentais Dados para o “chute inicial” Zero, background inicial e final

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28 Estratégia do Ajuste Escala e o zero Espessura das camadas
Rugosidade interfacial Densidade e composição química das camadas

29 Estudo de MQW Semicondutores

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32 Resultados do Ajuste Amostra original
Cap Layer de InP de 20,0 nm  0,5 MQW de In0,55Ga0,45As com espessura de 4,2 nm e InP 8,0 nm Todas as camadas foram ajustadas com rugosidades de 0,32 nm

33 Estudos de Interdufisão
Tratamento térmico à 585oC entre 30 minutos e 4 horas Coeficiente de interdifusão Método de Cook-Hilliard (1969)

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35 Referências Bibliográficas
Optical Properties of Thin Solid Films – O.S. Heavens – Dover Publications – 1965 Sur La Propagation des Ondes Electromagnétiques dans Les Milieux Stratifíes – F. Abelés – Annais de Physique, 12a série, t.3, p.33, 1948 Surface Studies of Solid by Total Reflection of X-Rays – L. Parrat – Physical Review, vol. 93, No.2, 15 de julho de 1954

36 Referências Bibliográficas
Metallic Multilayers for X-Ray using Classical Thin Film Theory – B. Vidal e P. Vicent – Applied Optics, Vol. 23, No.11, p.1794, 1o de junho de 1984 X-Ray Refractive Index: A tool to Determine the Average Composition in Multilayer Strucutures – P.F. Micelli, P. Neummann e H. Zabel – Applied Physics Letters, vol.48, No.1, p.24, 6 de janeiro de 1986

37 Referências Bibliográficas
A Model for Diffusion on Cubic Lattices and its Applications to the Early Stages of Ordering – H.E. Cook, D. de Fontaine e J.E. Hilliard – Acta Metallurgica, Vol. 17, p.765m 17 de junho de 1969 Effect of Gradient Energy on Diffusion in Gold-silver Alloys - H.E. Cook e J.E. Hilliard - Journal of Applied Physics, Vol. 40, No.5, p.2191, abril de 1969

38 Referências Bibliográficas
Caracterização de Filmes Finos Cristalinos e Amorfos por Reflexão de Raios-x – José Brant de Campos - Tese de Doutorado, PUC-Rio – 1998