O desafio tecnológico da produção de VO2 por sputtering reativo: vantagens e limitações da técnica
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Date
2022-09-22Primeiro membro da banca
Gomes, Matheus Gamino
Segundo membro da banca
Flores, Wladimir Hernandez
Terceiro membro da banca
Daudt, Natália de Freitas
Quinto membro da banca
Oliveira, Artur Harres de
Metadata
Show full item recordAbstract
O dióxido de vanádio(VO2) apresenta uma transição semicondutor-metal (SMT) próxima
a temperatura ambiente, juntamente com uma transição de fase estrutural (monoclínicatetragonal ou triclínica-tetragonal). A primeira observação desse efeito já tem 60 anos,
mas a física por trás do fenômeno ainda não está completamente clara. Do ponto de vista
fundamental, atualmente o VO2 está incluso na classe de materiais complexos, onde a interação entre vários mecanismos determina as propriedades físicas. Como outros sistemas
dessa classe, o comportamento próximo a transição é fortemente sensível a estequiometria e morfologia do material, com impacto em suas aplicações. Por sua vez, a produção de
amostras de VO2 por sputtering em larga escala é atrativa do ponto de vista tecnológico por
causa das temperaturas em que este opera. Neste trabalho exploramos a produção sobre
substratos de silício de filmes finos de VO2 pela técnica de sputtering reativo visando estabelecer a sua versatilidade e os seus limites de reprodução. Mais de vinte amostras foram
produzidas, e usadas para avaliar efeitos do envenenamento do alvo metálico (a partir de
medidas de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) e monitoramento
da impedância do alvo), bem como da composição da atmosfera na câmara (utilizando um
analisador de gás residual (RGA)) sobre a qualidade das amostras. Foram também estudadas as características cristalográficas e morfológicas de algumas amostras produzidas sob
diferentes parâmetros. Para visualizar a topografia das amostras foi usado o microscópio
de força atômica (AFM). As fases cristalográficas e suas transições foram caracterizadas
por difração de raios X e, a partir destas medidas, foram realizadas simulações de RX e
curvas de Williamsom-Hall (W-H) com o intuito de entender o papel das deformações no
crescimento dos filmes. Elas mostram que o sistema assume estruturas cristalográficas
que descrevem uma trajetória no diagrama de fases do VO2 massivo. Resultados iniciais
sobre a resposta elétrica com corrente perpendicular ao substrato são mostrados. Tais resultados foram obtidos com a técnica de microscopia de força atômica de sonda condutora
(CP-AFM) em amostras produzidas sobre eletrodos metálicos. Medidas de suscetibilidade
magnética em função da temperatura e curvas de magnetização foram realizadas e são
apresentadas, indicando caminhos promissores a serem explorados.
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