Estudio de las propiedades mecánicas de las películas delgadas de TaC<sub>x</sub>N<sub>y</sub>
La síntesis y caracterización del nitrocarburo de tantalio (TaC<sub>x</sub>N<sub>y</sub>) se ha investigado, principalmente, por su aplicación en la industria microelectrónica. Sin embargo, existe escasa información acerca de la dureza y el módulo de elasticidad del TaC<su...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2013 |
| País: | México |
| Institución: | Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada |
| Repositorio: | Repositorio Institucional CICESE |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:cicese.repositorioinstitucional.mx:1007/986 |
| Acceso en línea: | http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/986 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | info:eu-repo/classification/Autor/Nitruro de tantalio,Nitrocarburo de tantalio,Pulverización catódica reactiva,Microestructura,Nanoindentación,Películas delgadas info:eu-repo/classification/cti/1 info:eu-repo/classification/cti/22 info:eu-repo/classification/cti/2299 |
| Sumario: | La síntesis y caracterización del nitrocarburo de tantalio (TaC<sub>x</sub>N<sub>y</sub>) se ha investigado, principalmente, por su aplicación en la industria microelectrónica. Sin embargo, existe escasa información acerca de la dureza y el módulo de elasticidad del TaC<sub>x</sub>N<sub>y</sub> y su posible aplicación tecnológica en la industria metal-mecánica y biomédica. Por lo tanto, este trabajo se enfoca en la síntesis de películas delgadas de TaC<sub>x</sub>N<sub>y</sub> y el estudio de sus propiedades mecánicas; para ello, se utilizó la técnica de pulverización catódica reactiva a magnetrón de corriente directa y la prueba de nanoindentación, respectivamente. Como parte de la metodología, primero se formaron películas de nitruro de tantalio (TaN<sub>y</sub>) con la finalidad de establecer las condiciones experimentales óptimas que permitan obtener TaN<sub>y</sub> con valores de dureza similares a los reportados en la literatura. Posteriormente, las películas de TaC<sub>x</sub>N<sub>y</sub> se formaron en función del flujo de nitrógeno y metano para obtener películas con diferente estequiometria (y = [N]/[Ta] y x = [C]/[Ta]). El análisis de la composición y el ambiente químico de las películas se realizaron de manera ex situ, mediante espectroscopía de electrones Auger y espectroscopía de electrones fotoemitidos, respectivamente. Por otro lado, la estructura cristalina se determinó por medio de difracción de rayos-X. La estructura cristalina de las películas de TaN<sub>y</sub> cambió de hexagonal γ-Ta<sub>2</sub>N + cúbica δ-TaN a la fase cúbica δ-TaN con el incremento del flujo de nitrógeno. Asimismo, los cambios estructurales de las películas de TaC<sub>x</sub>N<sub>y</sub> se le atribuyen en gran parte al contenido de nitrógeno, ya que el carbono (x = ~10%) se integró en la estructura del TaN<sub>y</sub> sustituyendo al nitrógeno en los intersticios de la red. En el sistema Ta N, la prueba de nanoindentación mostró que las muestras compuestas por mezcla de fases hexagonal γ Ta<sub>2</sub>N + cúbica δ-TaN obtuvieron los valores más altos de dureza, de 26 a 29 GPa. Por otro lado, las películas de TaC<sub>x</sub>N<sub>y</sub> con estructura hexagonal presentaron valores de dureza de 21 a 25 GPa, mientras que la dureza de los TaC<sub>x</sub>N<sub>y</sub> formados por más de una estructura cristalina es ligeramente mayor a los 30 GPa y con módulo de elasticidad de 300 a 363 Gpa. |
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