Estudo estrutural e ótico de filmes de ZnO/MgO por RF-sputtering

Abstract

Este trabalho tem como objetivo o estudo estrutural e ótico de filmes de óxido de Zinco (ZnO) em substrato de óxido de Magnésio (MgO), em função das condições de crescimento por RF-sputtering (pulverização catódica de rádiofrequência). As condições de pressão parcial de O2 e temperatura do substrato são variáveis que influenciam bastante o crescimento de filmes finos de ZnO. A escolha do substrato cúbico de MgO, reside no facto deste material além de ser um óxido, possuir arranjo atómico não polar que poderá favorecer o crescimento de filmes finos de ZnO com orientações segundo o plano-m. Na análise estrutural foi usado difração de raio-X, mapas de espaço recíproco, figura de pólos por High Resolution X-Ray Difraction, “HRXRD” e espetroscopia de Raman permitindo observar a orientação dos planos de crescimento e a relação epitaxial entre o filme e o substrato. Na caracterização ótica é apresentada medidas de fotoluminescência em que se observa emissão excitónica para valores mais elevados de energia, assim como bandas largas não estruturadas para valores inferiores.

The aim of this work is the structural and optical characterization of samples of zinc oxide (ZnO) on substrates of magnesium oxide (MgO) in relation to growth conditions by RF-sputtering. The conditions for O2 partial pressure and substrate temperature are variables that influence the growth of ZnO thin films. The choice of cubic MgO substrates, besides being an oxide, possesses atomic non-polar arrangements that could favor the growth of ZnO thin films with m-plane orientations. In structural analysis was used X-ray diffraction, reciprocal space maps, pole figure by High Resolution X-Ray Diffraction, "HRXRD" and Raman spectroscopy allowing to observe the orientation of growth plans and the epitaxial relationship between film and substrate. In optical analyses was used photoluminescence as technique and it is observed for higher values of energy excitonic emission as well as unstructured broad bands for lower energy values.