Efectos del espesor en las propiedades eléctricas de películas delgadas de VO2 fabricadas por la técnica Sputtering DC

Abstract

En el presente trabajo se muestra el diseño e implementación de un sistema que permite caracterizar eléctricamente muestras en función de la temperatura mediante el método de Van Der Paw (método de las cuatro puntas). Debido a la variedad de fases que presenta la oxidación del vanadio, es relevante determinar si el compuesto que se está obteniendo es el adecuado, gracias a las curvas de resistencia en función de la temperatura y teniendo en cuenta que la fase de VO2 tiene una temperatura de transición a los 340 K (68 °C). Se fabricaron películas delgadas de dióxido de vanadio sobre substratos de vidrio, inicialmente se debe tener en cuenta que la complejidad del crecimiento está dada por la variedad de parámetros físicos intervienen en el proceso. Una vez determinados los parámetros más relevantes tales como la temperatura de crecimiento, la presión de gas en la cámara de vacío, la potencia de la fuente de alimentación, la distancia entre el blanco y el substrato, se fabrican películas delgadas de VO2 sobre substratos de vidrio para minimizar los costos de la investigación durante un tiempo de doce semanas. Después de determinar los parámetros de crecimiento se logra obtener una película delgada de VO2. Como la respuesta eléctrica tiene un comportamiento aceptable según los resultados que se han obtenido en trabajos anteriores realizados en el laboratorio de bajas temperaturas de la Universidad del Cauca, se realiza un estudio sobre el tipo de substrato que se debe emplear, se crecen peliculas delgadas de VO2 sobre substratos de silicio, titanato de estroncio y zafiro. Se analizan los resultados y según la caracterización eléctrica, se determina que el substrato de zafiro con orientación c (0001) presenta un mayor cambio en la resistencia. Se realizan diferentes pruebas para determinar si la respuesta eléctrica de la muestra se ve alterada por cambios en el tiempo de recocido. Se pudo evidenciar que es uno de los parámetros más relevantes dado que los resultados obtenidos demuestran que puede determinar el tipo de fases de oxídos que se crecen en la película delgada, así como también se ve un cambio en los valores de la resistencia tanto en el estado semiconductor como en el estado metálico de las películas delgadas de VO2. Se fabrican películas con diferentes tiempos de crecimiento con el fin de determinar el efecto del espesor en las propiedades eléctricas del dióxido de vanadio.