Influência dos parâmetros de deposição nas propriedades óticas e elétricas de filmes finos de óxido de zinco gálio produzidos via pulverização catódica

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Costa, Rodrigo Gomes
• Orientador(a): Legnani, Cristiano
• Banca de defesa: Benvenho, Adriano Reinaldo Viçoto , Quirino, Welber Gianini
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Física
• Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Filmes finos; Óxidos transparentes; Pulverização catódica; Propriedades elétricas; Thin films; Transparent oxides; Sputtering; Electrical properties
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/14478

Neste trabalho uma série de filmes finos de óxido de zinco gálio (GZO) foi depositada via técnica de pulverização catódica de radiofrequência assistida por campo magnético constante (RF sputtering). A potência distribuída ao alvo de pulverização, a pressão de trabalho e o valor de fluxo de gás de trabalho mantidos na câmara durante o processo de deposição foram variados a fim de avaliar a influência desses parâmetros nas propriedades óticas e elétricas dos filmes de GZO. O gás utilizado foi argônio. Todas as deposições foram feitas em substratos de vidro limpos e a temperatura ambiente. A transmitância ótica dos filmes foi aferida com um espectrofotômetro ultravioletavisível (Shimadzu UV-1800), a espessura com um perfilômentro de ponta (KLA Tencor D100) e as características elétricas com um sistema de medida via efeito Hall (Ecopia HMS 3000). Algumas amostras foram analisadas estruturalmente por difração de raios-X (Bruker D8 Discover) e microscopia eletrônica de varredura (Fei Quanta 250). Os filmes de GZO que apresentaram os menores e maiores valores de resistividade elétrica em cada série de variação de parâmetros foram estruturalmente analisados, eles apresentaram orientação preferencial na direção [001], bem como tamanhos médios do cristalito aproximadamente constantes com a variação dos parâmetros de deposição. Todas as amostras exibiram uma alta transparência (superior a 80%) na região visível do espectro eletromagnético, bem como uma alta transparência no infravermelho próximo e um corte na transmitância no ultravioleta próximo. A maior resistividade elétrica obtida foi de 1,07x10-2 Ωcm com potência de 120 W pressão de trabalho de 0,14 mBar e fluxo de argônio de 350 sccm. A menor resistividade obtida foi de 1,98x10-3 Ωcm com potência de 120 W, pressão de trabalho de 0,14 mBar e fluxo de argônio de 300 sccm. As imagens de microscopia eletrônica de varredura revelaram grãos de GZO na superfície de aspecto irregular e com tamanhos dispersos, e que a resistividade elétrica dos filmes diminui à medida que o tamanho médio dos grãos aumenta.