tesis

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN CIENCIA
APLICADA Y TECNOLOGÍA AVANZADA,
UNIDAD ALTAMIRA

CRECIMIENTO
Y
CARACTERIZACIÓN
DE
PELÍCULAS DELGADAS FERROELÉCTRICAS DE
Ba1-xSrxTiO3
POR
LA
TÉCNICA
DE
RFSPUTTERING

T

E

S

I

S

QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:
MAESTRO EN TECNOLOGÍA AVANZADA

PRESENTA
ALFREDO MÁRQUEZ HERRERA

DIRECTOR DE TESIS
DR.ÁLVARO ZAPATA NAVARRO

ABRIL DE 2005, ALTAMIRA, TAMAULIPAS

DEDICATORIA

DEDICATORIA

Al Dios “desconocido”, a ese Dios que ustedes honran sin conocerlo, del que yo creo,
con eterno agradecimiento, porque todas las cosas por él fueron hechas, y
sin él nada de lo que ha sido hecho, fue hecho.

A mis Padres, Martha y Salomón, por el amor, la comprensión
y el apoyo durante toda mivida. A mis sobrinos Blanca, Paco y
Andrés. A mis hermanos Alejandro y Salomón

A Alejandra con todo mi cariño y amor.

A todas las personas
que me han comprendido
y apoyado a lo largo
de mi vida personal y profesional

v

AGRADECIMIENTOS

AGRADECIMIENTOS
En primer lugar, deseo dar las gracias a Dios, a mi familia por su paciencia y su apoyo
incondicional para llevar a feliz términola presente tesis.

Al Dr. Álvaro Zapata por su asesoría y haber tenido paciencia durante la realización de mis
estudios, y por la oportunidad de colaborar y aprender de él como investigador.

Al Dr. Francisco Espinoza Beltrán, al Dr. Juan Muñoz Saldaña y a Víctor Torres Heredia,
por la hospitalidad y el apoyo en los laboratorios del CINVESTAV-Querétaro.

A la Dra. Maria de la Paz CruzJáuregui, por su apoyo, importante asesoría y hospitalidad
en las instalaciones y laboratorios del CCMC-UNAM, Unidad Ensenada. Además, al
personal técnico E. Aparicio e I. Gradilla.

A la Dra. Maria Lourdes Calzada del Instituto de Ciencias de Materiales de Madrid (CSIC)
por su apoyo de material.

Al Dr. José Aarón Melo, por su apoyo en el laboratorio de la Sección de Posgrado del
InstitutoTecnológico de Cd. Madero.

Al Dr. Miguel Meléndez, por su apoyo en su laboratorio del CINVESTAV-México.

Al Dr. Javier Montes de Oca y la Dra. Antonieta Murillo por los consejos y explicaciones
proporcionadas.

Agradezco también a mis amigos y compañeros estudiantes Michel, Gaby y Fabio, a
Hernán y a Felipe “El Químico”, los cuales hicieron más amena mi estancia en este centro
deinvestigación.

A todos ustedes muchas gracias.

vi

RECONOCIMIENTO

RECONOCIMIENTO

ESTA TESIS FUE REALIZADA COMO PARTE DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
CIENTÍFICA
“PREPARACIÓN
Y
CARACTERIZACIÓN
DE
PELÍCULAS
FERROELÉCTRICAS DE (Ba,Sr)TiO3 POR CO-SPUTTERING PARA APLICACIONES
TECNOLÓGICAS”, CON NÚMERO DE REGISTRO DE LA CGPI-IPN 20040436.

vii

ÍNDICE

ÍNDICE
RELACIÓN DE FIGURAS YTABLAS

x

RESUMEN

xii

ABSTRACT

xiii

CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN

1

1.1. Antecedentes

1

1.2. Justificación

3

1.3. Hipótesis

3

1.4. Objetivos

3

1.5. Organización del trabajo

4

CAPITULO 2: FUNDAMENTOS TEÓRICOS
2.1. Fundamentos básicos de los ferroeléctricos

5
5

2.1.1. Dieléctricos

5

2.1.2. Polarización espontánea

6

2.1.3. Dominiosferroeléctricos

7

2.1.4. Curva de histéresis

9

2.2. Películas delgadas ferroeléctricas

10

2.3. Interacciones de los iones y electrones con los sólidos

11

2.4. Transmisión óptica en los sólidos transparentes

14

CAPITULO 3: TÉCNICAS DE CRECIMIENTO Y CARACTERIZACIÓN

16

3.1. La técnica de crecimiento

16

3.1.1. Sputtering

16

3.1.2. DC-sputtering

173.1.3. RF-sputtering

19

3.1.4. RF-sputtering con magnetrón

20

3.2. Técnicas de caracterización morfológica y estructural

22

3.2.1 Microscopio electrónico de barrido

22

3.2.2 Espectroscopia de rayos X de energía dispersiva

22

3.2.3. Difracción de rayos X

23

3.3. Caracterización por perfilometria

25

3.4. Caracterización de propiedades ferroeléctricas

25...