INVESTIGADOR(ES) PRINCIPAL(ES):

Jorge Luis Gallego Cano

0 horas

CODIGO CIE

E6-08-3

Henry Riascos Landazuri

Tutor

0 Horas

TIPO DE CONVOCATORIA

2008. Quinta Convocatoria

TIPO DE PROYECTO

Investigación Aplicada

OBJETIVO(S)

GENERAL Identificar un rango de temperatura de sustrato y de presión de gas nitrógeno para un crecimiento adecuado de películas delgadas de nitruro de carbono mediante la técnica de deposición por láser pulsado (PLD) y caracterizar estas películas mediante espectroscopia FTIR y Raman. ESPECÍFICOS: -Producir películas delgadas de nitruro de carbono mediante PLD. -Obtener espectroscopia FTIR y Raman y realizar el análisis correspondiente de cada una de las películas. -Determinar que tipo de estructura se obtuvo en las películas delgadas en función de la temperatura y de la presión. -Identificar un rango de presión de gas nitrógeno adecuado para el crecimiento de películas delgadas de CNx mediante PLD. -Identificar un rango de Temperatura de substrato adecuado para el crecimiento de películas delgadas de CNx mediante PLD. -Establecer experimentalmente las propiedades de un recubrimiento duro a base de nitruro de carbono.

RESUMEN

Este proyecto de investigación consistió en el crecimiento y caracterización de películas delgadas de Nitruro de Carbono mediante la técnica de depósito por láser pulsado (PLD, por sus siglas en inglés). En los últimos años, los materiales basados en carbono han sido de gran interés gracias a su gran aplicación como recubrimientos y lubricantes de instrumentos industriales para evitar el desgaste de estos. Las propiedades físicas de estos materiales tales como la dureza, la conductividad eléctrica y elasticidad, entre otros, dependen en una gran parte de las hibridaciones de los átomos de carbono, sp2 y/o sp3, como también del arreglo estructural de los átomos en las películas. En el presente trabajo, se estudió la influencia de la temperatura en el sustrato de Si (100) y la presión del gas ambiente sobre las propiedades estructurales, químicas, morfológicas y mecánicas de las películas delgadas de nitruro de carbono crecidas mediante la técnica de depósito por láser pulsado. Mediante espectroscopia ?-Raman se estudiaron los picos característicos G (Graphitic) y D (Disorder) típicos en las vibraciones moleculares de las películas delgadas de nitruro de carbono, se observó que con el incremento de la temperatura del sustrato y la presión del gas de nitrógeno la relación entre las intensidades ID/IG aumenta. Por medio de análisis de espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), se encontró la presencia de modos activos alrededor de 1108 cm-1, 1465 cm-1, 2270 cm-1, asociados a los enlaces simples, dobles y triples entre el C y N. Además, el análisis FTIR sugiere una dependencia entre los parámetros de crecimiento y los enlaces químicos del C con el N. El análisis por microscopía de fuerza atómica (AFM), muestra que la rugosidad disminuye con el aumento de la presión, encontrando en la película producida a 13,33 Pa, un mínimo de rugosidad de 2,5 nm, con un tamaño de grano de 22,3nm. El microanálisis por energía dispersiva de Rayos X (EDX) confirma la presencia de los elementos depositados C, N. Con el fin de estudiar el efecto de la temperatura sobre la dureza de las películas, se realizaron pruebas de nanoindentación; los análisis hasta una profundidad equivalente al 10 % del espesor de las películas mostraron que la película depositada a 200 ºC y 2,66 Pa presenta la mayor dureza de 14,6 GPa con un modulo de Young de 157,5 GPa. La pluma del plasma generada a una presión de 2,66 Pa, fue caracterizada mediante espectroscopia de emisión óptica, en donde se identificaron especies atómicas (carbono y nitrógeno) y moleculares de CN, C2 y N2.

ESTADO

Concluido

FECHA DE INICIO

01/11/2008

FECHA DE FINALIZACION

01/04/2009

PRODUCTOS

AFM Espectroscopia FTIR y RAMAN de Películas Delgadas de CNx crecidas por PLD

Revista especializada

AFM, FTIR y Raman de Películas Delgadas de CNx Crecidas por PLD

Ponencia en evento especializado

Caracterización RAMAN y EDX de Películas Delgadas de CNx Crecidas por Ablación Láser

Revista especializada

Caracterización Raman y EDX de Películas Delgadas de CNx Producidas por Ablación Láser

Ponencia en evento especializado

Efecto de la presión en la morfología de películas delgadas de CNx Producidas Por Ablación Láser

Ponencia en evento especializado

Espectroscopia Raman de Películas Delgadas de CNx Producidas por Ablación Láser

Ponencia en evento especializado

Propiedades Químicas, morfológicas y mecánicas de películas delgadas de CNx depositadas por ablación láser.

Ponencia en evento especializado