Diseño y construcción de porta-blancos múltiple para un sistema de deposición por láser pulsado

M. I. OLIVA; C.I. ZANDALAZINI; J. C. FERRERO

Buenos Aires Argentina

Congreso; 93 Reunión Nacional de Física; 2008

Asociación Física Argentina

En los últimos años, las técnicas de deposición de películas delgadas han cobrado gran importancia. Es ampliamente conocido que los materiales formados a partir de películas delgadas presentan características peculiares respecto al material “bulk”, proporcionando una amplia gama de aplicaciones en áreas como la de biofísica, optoelectrónica y la nanotecnología. La técnica de deposición por láser pulsado (PLD) es una de las técnicas de mayor importancia por la posibilidad de reproducción estequiométrica del material blanco, por mencionar una de las características principales. Ha sido ampliamente reportada la dependencia de la calidad, morfología, estructura y propiedades de las películas delgadas respecto de los parámetros de deposición [1-4] (respecto del láser: fluencia, longitud de onda, longitud del pulso y tasa de repetición; además de la presión en la cámara de deposición, atmósfera, temperatura, distancia blanco-substrato, y su velocidad de rotación relativa). La influencia del movimiento del blanco en la calidad del film está plasmada esencialmente en su morfología, respecto de la cual dependen fuertemente las propiedades físicas de la película depositada. El láser, en su proceso de ablación, va dañando la superficie del material blanco, transformándola en una superficie rugosa. Esto favorece la eyección de “particulados”, es decir, especies demasiado grandes que al arribar sobre el substrato, lo dañan o generan un film muy rugoso. Con el movimiento del blanco se consigue reducir el daño superficial disminuyendo el número de pulsos en cada punto de incidencia. En este trabajo se desarrollo un porta-blanco múltiple que posibilita mantener rotando el blanco durante la deposición, permitiendo además, el cambio de material blanco para el crecimiento de películas multicapas, sin necesidad de abrir la cámara de ablación, condición que es indispensable para el crecimiento de las películas multicapas de buena calidad. El dispositivo esta compuesto por cinco porta-blancos desmontables, que son manipulados exteriormente mediante dos motores de corriente continua. Uno de los motores permite posicionar los blancos frente al porta-substrato y el otro es el responsable de la rotación axial de cada porta-blanco. Los materiales usados en su construcción fueron, aluminio para el soporte, los ejes y engranajes de transmisión en acero inoxidable y los bujes están construidos en bronce. Consiguiendo un costo total muy inferior al costo del los dispositivos multi-blancos comerciales [5]. También se desarrollo un modulo controlador que permite seleccionar la velocidad y el sentido de giro de los blancos. El comportamiento del dispositivo fue chequeado por la deposición de una película tricapa de BaTiO3-BaFe12O19-BaTiO3 posteriormente analizada. Referencias [1] P. R. Wilmott, J. R. Huber, Rev. of Mod. Phys. 72, 1 2000. [2] D. Baüerle, “Laser Processing and Chemistry” 3rd edn. Springer, Berlin,. Heidelberg (2000). [3] C. H. Lei, Thin Sol. Film., 515, (2006) 1701-1707. [4] C. Vispe, I. Nicolae, C. Sima, C. Grigoriu, R. Medianu, Thin Sol. Film., 515, (2007) 8771-8775. [5] X. Wang, A. Pun, Y. Xin, J. Zheng, Rev. of Scient. Inst. 75, 10, (2004) 3365-3367