Estudio de la difusión activada térmicamente de nitrógeno en la superficie de Cu(001)

L. J. CRISTINA; L. GÓMEZ; R. VIDAL; J. FERRÓN

La Plata (Buenos Aires)

Jornada; 4to Encuentro de Física y Química de Superficies (FyQS-IV); 2009

INIFTA

El nitruro de cobre ha sido ampliamente estudiado debido a su potencial aplicación en el desarrollo de dispositivos ópticos de grabación única (WORM) [1] y en litografía inducida electrónicamente. Esto es posible puesto que, el Cu3N se descompone en N2  y Cu a una temperatura relativamente baja o por irradiación con electrones, haciendo este material muy atractivo en la industria electrónica. Este compuesto se puede obtener con relativa facilidad por diferentes métodos y sobre diferentes substratos. En efecto, el bombardeo iónico con N2  a baja energía seguido de un recocido suave, presenta el interés adicional de generar nanoestructuras autoorganizadas [2].En este trabajo estudiamos la difusión de nitrógeno, activada térmicamente, en el proceso de formación de compuestos de N-Cu por bombardeo iónico en Cu(100) seguido de recocido térmico. Combinamos el análisis por espectroscopia de electrones Auger (AES), de la evolución de muestras implantadas a diferentes energías y recocidas a diferentes temperaturas, con el análisis en profundidad por decapado iónico. Observamos que la señal de N en la superficie aumenta para temperaturas mayores de 200 °C. Para temperaturas superiores a 400 °C la señal de N inicialmente aumenta, para luego comenzar a disminuir hasta la completa desaparición del N superficial. La combinación de los perfiles de profundidad y simulaciones utilizando programas de Monte Carlo cinético y basados en potenciales de Tersoff [3] nos permiten determinar que el N difunde en forma preferencial hacia la superficie, en donde el compuesto formado se descompone.  [1] T. Nosaka, M. Yoshitake, A. Okamoto, S. Ogawa, Y. Nakayama, Appl. Surf. Sci. 169-170 (2001) 358.[2] F. M. Leibsle, C. F. J. Flipse, A. W. Robinson, Phys. Rev. B 47 (1993) 15865; F.M. Leibsle, Surf. Sci. 514 (2002) 33.[3] J. Tersoff, Phys. Rev. Lett. 56 (1986) 632.