OBTENCION DE PELICULAS DELGADAS FERROELECTRICAS LIBRES DE PLOMO

ALEJANDRA FERNÁNDEZ SOLARTE,; NORA PELLEGRI; OSCAR DE SANCTIS

Buenos Aires

Congreso; VI Reunión de la Asociación Argentina de Cristalografía, 13 al 15 de octubre de 2010, Centro Atómico Cosntituyentes, CNEA, Buenos Aires; 2010

Asociación Argentina de Cristalografía

Actualmente el desarrollo de nuevas tecnologías para la fabricación de dispositivos electrónicos, esta orientado a procesos de integración y miniaturización, especialmente en sistemas microelectro- mecánicos (MEMS), este desarrollo también involucra el estudio de nuevos materiales piezoeléctricos, que considere el impacto ambiental que pueden causar estos. Y que por lo tanto, permitan una efectiva sostenibilidad del desarrollo en relación con la protección del medio ambiente. Es así como estas nuevas tecnologías, han generado gran interés en el desarrollo de técnicas, que permitan la formación de materiales ferroeléctricos no tóxicos en general y especialmente en la de los materiales piezoeléctricos, con estructuras de capas. La utilización de cerámicos piezoeléctricos comenzó con el BaTiO3 y luego fue reemplazado por composiciones de las familias del PZT, las cuales contienen importantes cantidades de plomo, siendo este el elemento causal de generar un alto nivel de toxicidad, razón por la cual, la fabricación de cerámicos libres de plomo, para reemplazar estas composiciones, se ve favorecida debido a los aspectos ecológicos. En el presente trabajo se estudiaron películas delgadas de composiciones libres de plomo de la familia perovskitas (KXNa1-X)NbO3 (NKN), depositadas sobre sustratos de Si/SiO2/TiOx/Pt utilizando una técnica de sol-gel modificada o CSD (chemical solution deposition), a partir de una solución de precursores principalmente metalorgánicos. Para la deposición se utilizó la técnica de spin-coating con control de atmósfera. Se estudio la estructura cristalina al variar la temperatura de sinterización final de las muestras. Se encontró fase perovskita a las diferentes temperaturas (600, 650, 700 y 750ºC). A 600°C, se observo que la intensidad de los picos de esta fue leve, con el incremento de la temperatura de sinterización la intensidad de algunos picos de esta fase aumento, aunque no de manera significativa, además de observarse una pequeña fracción de fases espurias que corresponderían a óxidos de potasio, generados por la alta volatilidad del catión sodio durante el proceso de sinterización, causando grandes efectos sobre la estequiometría de este material cerámico. Por lo tanto un aumento en la concentración de sodio en dichas composiciones, fue necesaria. Los estudios realizados mediante las técnicas de DRX y DTA-TG, determinaron que la composición que contiene un exceso del 20 % de Na, es necesario para lograr muestras con fase de perovskita estable de NKN, y sin presencia de fases espurias a tan solo 600ºC y además dicha fase se mantiene estable con las diferentes temperaturas de sinterización. Las películas obtenidas fueron caracterizadas estructuralmente, mediante la técnica de difracción de rayos X, con incidencia rasante, (GI XRD); morfológicamente mediante Microscopía de Fuerza Atómica (AFM), la caracterización térmica de polvos se llevo a cabo mediante Termogravimetría (TG) y Análisis Térmico Diferencial (DTA).