Desarrollo Infraestructura

Se ha trabajado en el diseño, montaje y la puesta en funcionamiento de un sistema que permite el depósito de películas delgadas por erosión iónica y su caracterización in-situ por espectroscopías electrónicas (ver figura 1), es un sistema único en México. Este sistema consta de tres cámaras de vacío: introducción, crecimiento y análisis. La cámara de introducción es una pequeña cámara de alto vacío, que como su nombre lo indica permite la introducción y de preparación de muestras en el sistema. El paso de muestras de un sistema a otro se realiza por medio de una barra transportadora a través de una válvula de compuerta.

La cámara de crecimiento utiliza la técnica de pulverización catódica en ambiente reactivo, es una cámara que está localizada entre la cámara de introducción y la cámara de análisis. La entrada de los gases es a través de unos controladores de flujos digitales, que a su vez son controlados desde una computadora (esta tecnología fue desarrollada aquí en el CNyN por el Ing. Víctor García).

La cámara de análisis contiene las siguientes espectroscopías electrónicas: de fotoemisión (XPS), de electrones Auger (AES) y de pérdida de energía (REELS). Este sistema opera en condiciones de ultra alto vacío y tiene los siguientes elementos: un analizador de electrones de doble paso (que incluye un cañón de electrones), una fuente de rayos X (con ánodo de aluminio y de magnesio), detector de electrones secundarios (para visualizar la superficie de las muestras), un cañón de iones de argón (para realizar limpieza de las muestras y perfiles de concentración) y un espectrómetro de masas cuadrupolar para realizar estudios de gases residuales en el sistema de ultra-alto vacío. Para el control y adquisición de la información, le fue adaptado un sistema adquirido comercialmente, así como las fuentes de voltaje necesarias para el correcto funcionamiento del sistema.

Con este sistema es posible monitorear de forma in-situ los depósitos por medio de las técnicas de XPS y AES, lo que permite hacer depósitos en forma rápida y eficiente, y obtener información de la estequiometría del compuesto formado. En este sistema también se pueden realizar estudios del modo de crecimiento de las películas delgadas, por medio de espectroscopías electrónicas, para conocer cómo son las primeras etapas de crecimiento de un compuesto sobre un determinado sustrato. Este tipo de estudios son de gran importancia actualmente para la fabricación de dispositivos muy pequeños.