Estudio morfológico y químico de películas delgadas de CNx producidas a diferentes presiones por la técnica de PLD

Abstract

En este trabajo presentamos los efectos de la presión en la morfología y enlaces químicos de películas delgadas de nitruro de crabono (CNx ), crecidas mediante la técnica de depósito por láser pulsado (PLD). Las películas de CNx se crecieron sobre substratos de silicio (100) al ablacionar un blanco de grafito pirolítico de pureza 99.999 %, en una atmósfera de gas de nitrógeno. El láser utilizado fue un Nd:YAG (λ = 1064 nm y energía = 500 mJ) a una fluencia de 10 J/cm2 . La caracterización de las películas se realizó por microscopia electrónica de barrido (SEM), por microscopia de fuerza atómica (AFM) y mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). Las imágenes SEM y AFM muestran una superficie uniforme y suave; además, el análisis AFM, muestra que la rugosidad disminuye con el aumento de la presión encontrando en la película producida a 13.33 Pa, un mínimo de rugosidad de 2.5 nm, con un tamaño de grano de 22.3 nm. Con FTIR se identificaron enlaces simples C-N, dobles C=N y triples C≡N cerca de las frecuencias 1100 cm-1 , 1500 cm-1 y 2200 cm-1 .

In this work, we show the pressure effects on morphology and chemical bonding of carbon nitride (CNx ) thin films grown by pulsed laser deposition (PLD). CNx thin films were grown on Si (100) from a graphitic pirolitic target (99.999 % of purity), in nitrogen atmosphere. The graphite target was ablated by Nd:YAG laser (λ = 1064 nm and energy = 500 mJ) with laser fluence of 10 J/cm2 . The films were characterized by scanning electronic microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). SEM and AFM analysis show a smooth surface. AFM shows that roughness decreases with increasing pressure with a minimum of the roughness of 2.5 nm and grain size of 22.3 nm. FTIR analisys show C-N, C=N and C≡N bonds near at 1100 cm-1 , 1500 cm-1 y 2200 cm-1 frequencies.