Neste trabalho estudou-se a estruturação de partículas de Sn ou Pb em
interfaces SiO2/Si e SiO2/Si3N4 pela técnica de implantação iônica
seguida de tratamento térmico em alta temperatura. A formação de
partículas de Sn em interfaces SiO2/Si foi estuda em função do tempo de
recozimento em fluxo de N2. Os dados experimentais demonstraram que este
método leva a formação de partículas com bases quadradas de ≈ 8,0 nm de
largura que crescem epitaxialmente a partir do substrato de Si. Os
resultados foram discutidos com base nas propriedades de equilíbrio do
sistema Si-Sn bem como em argumentos cinéticos referentes à
redistribuição dos átomos implantados. A influência da inclusão de uma
etapa de tratamento térmico de envelhecimento em baixas temperaturas
antes do recozimento necessário para a formação de partículas na
interface foi também estudada. Foi demonstrado, de forma pioneira, a
possibilidade de estruturar exclusivamente a região da interface SiO2/Si
via implantação iônica. Os resultados foram discutidos considerando um
modelo fenomenológico baseado em argumentos termodinâmicos relacionados à
dependência da energia de interface partícula/matriz com o tamanho de
partículas que podem resultar em pequenas partículas de Sn possuindo
elevada estabilidade térmica. Em particular demonstrou-se de maneira
inédita que o método de envelhecimento seguido de recozimento em altas
temperaturas é capaz de produzir filmes cuja intensidade da resposta
luminescente é o dobro das camadas não submetidas a esse processamento.
A nucleação e crescimento de partículas de Sn em interfaces SiO2/Si3N4
também foi estudada. Esse sistema é interessante, pois permite a
aplicação do processo de síntese de partículas por implantação iônica na
elaboração de dispositivos de memória tipo flash. Além disso, esse
estudo evidenciou a possibilidade de modificar a distribuição em
tamanhos das partículas formadas na interface SiO2/Si3N4 pela aplicação
de um segundo recozimento em alta temperatura, aumentando assim o
controle sobre as estruturas formadas na interface SiO2/Si3N4. O estudo
nanopartículas de Pb em interfaces SiO2/Si(100) demonstrou a formação de
partículas com tamanhos menores que 7,0 nm. Essa investigação mostrou a
tendência das partículas de se enterrarem no substrato de Si quando
utilizados recozimentos de longa duração. Essas partículas enterradas no
Si exibem estruturas piramidais cujas bases são quadradas e suas faces
formam interfaces com os planos [111] do substrato de Si. Aumentando a
quantidade de Pb transferida para a interface SiO2/Si(100) resultou na
formação de partículas com duas fases do tipo caroço/casca. Nesse caso o
caroço é composto de Pb metálico enquanto a casca é composta
provavelmente por uma liga Pb-Si. Diferentemente desse cenário a
formação de ilhas em interfaces SiO2/Si(111) demonstrou a possibilidade
de formar pela técnica de implantação iônica, estruturas com geometria
de calota esférica e que exibem comportamento de crescimento competitivo
(Ostwald ripening), onde as partículas menores se dissolvem alimentando
o crescimento das maiores.
[Link]
Nenhum comentário:
Postar um comentário
Comente, discuta, participe!