Crecimiento y caracterización de películas delgadas de KNbO3, YBa2Cu3O7-δ y multicapas de ambos materiales fabricadas por deposición con láser pulsado (PLD)

Abstract

In this thesis we discuss results of the growth of thin films of de KNbO3 and YBa2Cu3O7-δ and multilayer of both materials by the PLD method (Pulsed Laser Deposition) under specific pressure, temperature and frequency conditions as well substrate-target separation distances . The samples were growth over substrates of MgO (100) 600 oC and 700 oC and KTaO3 (100) a 600 oC and 740 oC with different deposition times. The samples were characterized by X ray diffraction, atomic force microscope and Raman spectroscopy. X ray spectra show that the ferroelectric material grows with a (kk0) preferred orientation and that the superconductor grows with the c axis perpendicularly to the substrate with a (00l) preferred orientation. Both materials were cristalized in orthorhombic structure. The obtained grain size by X ray and AFM matches for both materials at approximately 42 nm for KNbO3 and 35 nm for YBa2Cu3O7-δ. The found oxygen content for the superconducting samples was 7-δ = 6.85 according to the X ray and 7-δ = 6.89 according to the Raman results. The Raman spectra shows clearly the typical vibrational modes of oxygen , O(2,3) a 336cm-1 and O(4) a 500cm-1.

En este trabajo de tesis se reporta el crecimiento de películas delgadas de KNbO3 y YBa2Cu3O7-δ y multicapas de ambos materiales por el método de PLD (deposición por láser pulsado) bajo condiciones específicas de presión, temperatura, frecuencia, energía y distancia de separación blanco-sustrato. Las muestras fueron crecidas sobre sustratos de MgO (100) a 600 y 700 oC y KTaO3 (100) a 600 y 740 oC con diferentes tiempos de deposición. Las muestras fueron caracterizadas con difracción de rayos X, microscopio de fuerza atómica y espectroscopía Raman. Los espectros de rayos X indican que el material ferroeléctrico creció con orientaciones preferenciales (kk0) y que el superconductor crece con el eje c perpendicular al sustrato, con orientaciones (00l). Ambos materiales cristalizaron en estructura ortorrómbica. El tamaño de grano, obtenido por rayos X y por AFM, es parecido para ambos materiales aproximadamente 42 nm para el KNbO3 y 35 nm para el YBa2Cu3O7-δ. El contenido de oxígeno encontrado para las muestras superconductoras fue 7-δ = 6.85 según rayos X y 7-δ = 6.89 según los resultados de Raman. El espectro de Raman muestra claramente los modos típicos vibracionales del oxígeno, el O(2,3) en 336cm-1 y el O(4) en 500cm-1.