TRANSICIÓN ELÉCTRICA EN MULTICAPAS DELGADAS DE VO2/SiO2 y VO2/TiO2, SINTETIZADAS EN SUBSTRATOS DE Si(100)
Multicapas de VO2/SiO2 y VO2/TiO2 de tres periodos fueron sintetizadas sobre substratos monocristalinos de Si (100) con buffer de SiO2 y TiO2, respectivamente. La caracterización estructural por difracción de rayos X (XRD) de ambas multicapas, a temperatura ambiente, mostraron el pico de difracción...
Autores principales: | , , |
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Publicado: |
Universidad de Panamá. Facultad de Ciencias Naturales, Exactas y Tecnología
2017
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TECNOCIENCIA1222022-04-01T22:05:48Z ELECTRICAL TRANSITION IN VO2/SiO2 AND VO2/TiO2 THIN FILMS MULTILAYERS DEPOSITED ON Si (100) SUBSTRATES TRANSICIÓN ELÉCTRICA EN MULTICAPAS DELGADAS DE VO2/SiO2 y VO2/TiO2, SINTETIZADAS EN SUBSTRATOS DE Si(100) Cruz de Gracia, Evgeni S. Santamaría L., Marciano F. Schelp, Luiz Multicapas Transición Metal–Aislante (MIT) Temperatura de Transición Metal–Aislante (TMIT) Histéresis Difusión Multilayers MetalInsulator Transition (MIT) MetalInsulating Transition Temperature (TMIT) Hysteresis Diffusion Three-period VO2/SiO2 and VO2/TiO2 multilayers were synthesized on Si(100) monocrystalline substrates with SiO2 and TiO2 buffer, respectively. The X-ray diffraction (XRD) characterization of both multilayers at room temperature showed a well-defined diffraction peak corresponding to the plane Crystallographic (011) strongly suggesting the presence of VO2 (M1) phase. For [VO2/TiO2] x 3, the diffraction peak originated by the crystallographic plane (011), showed a slight shift towards lower values of the angle, relative to the standard peak. The measurements of the electronic transport as a function of temperature for the [VO2/SiO2] x 3 multilayers showed an electrical transition at temperatures of 55 °C and 58 °C and hysteresis (DH), 9 °C and 6 °C, respectively. In the [VO2/TiO2] x 3 system, the electrical transition occurred at 74 °C, with a very narrow hysteresis width (~2 °C). Our results suggest, that the behavior of the hysteresis as well as the displacement shown by the experimental peak of the plane (011), can be interpreted as a consequence of the diffusion of Ti+4 ions to the V+4 sites in VO2 due to the high substrate temperature during deposition. Thus, diffused Ti+4 impurities act as nuclei of phase transformation in the VO2, decreasing the activation energy of the phase transformation, thus explaining the narrowing of observed hysteresis. Multicapas de VO2/SiO2 y VO2/TiO2 de tres periodos fueron sintetizadas sobre substratos monocristalinos de Si (100) con buffer de SiO2 y TiO2, respectivamente. La caracterización estructural por difracción de rayos X (XRD) de ambas multicapas, a temperatura ambiente, mostraron el pico de difracción correspondiente al plano cristalográfico (011) bien definido evidenciando la presencia de la fase VO2 (M1). Para [VO2/TiO2] x 3, el pico de difracción originado por los planos (011), mostró un ligero corrimiento hacia valores más bajos del ángulo, en relación al pico patrón. Las medidas del transporte electrónico en función de la temperatura, para las multicapas [VO2/SiO2] x 3, mostraron transición eléctrica a temperaturas de 55 °C y 58 °C y ancho de histéresis (DH), de 9 °C y 6 °C, respectivamente. En el sistema [VO2/TiO2] x 3, la transición eléctrica ocurrió a 74 °C, con un ancho de histéresis sumamente estrecho (~2 °C). Nuestros resultados sugieren que el comportamiento de la histéresis, así como el corrimiento mostrado por el pico experimental del plano (011), puede ser interpretado como consecuencia de la difusión de iones de Ti+4 hacia los sitios del V+4 en el VO2, debido a la alta temperatura del sustrato durante la deposición. Así, las impurezas de Ti+4 difundidas, actúan como núcleos de transformación de fase en el VO2, disminuyendo la energía de activación de la transformación de fase, explicando de esta manera la estreches de la histéresis observada. Universidad de Panamá. Facultad de Ciencias Naturales, Exactas y Tecnología 2017-11-13 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion Artículo revisado por pares application/pdf https://revistas.up.ac.pa/index.php/tecnociencia/article/view/122 Tecnociencia; Vol. 19 Núm. 2 (2017): Tecnociencia; 67-86 2415-0940 1609-8102 spa https://revistas.up.ac.pa/index.php/tecnociencia/article/view/122/108 |
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Multicapas de VO2/SiO2 y VO2/TiO2 de tres periodos fueron sintetizadas sobre substratos monocristalinos de Si (100) con buffer de SiO2 y TiO2, respectivamente. La caracterización estructural por difracción de rayos X (XRD) de ambas multicapas, a temperatura ambiente, mostraron el pico de difracción correspondiente al plano cristalográfico (011) bien definido evidenciando la presencia de la fase VO2 (M1). Para [VO2/TiO2] x 3, el pico de difracción originado por los planos (011), mostró un ligero corrimiento hacia valores más bajos del ángulo, en relación al pico patrón. Las medidas del transporte electrónico en función de la temperatura, para las multicapas [VO2/SiO2] x 3, mostraron transición eléctrica a temperaturas de 55 °C y 58 °C y ancho de histéresis (DH), de 9 °C y 6 °C, respectivamente. En el sistema [VO2/TiO2] x 3, la transición eléctrica ocurrió a 74 °C, con un ancho de histéresis sumamente estrecho (~2 °C). Nuestros resultados sugieren que el comportamiento de la histéresis, así como el corrimiento mostrado por el pico experimental del plano (011), puede ser interpretado como consecuencia de la difusión de iones de Ti+4 hacia los sitios del V+4 en el VO2, debido a la alta temperatura del sustrato durante la deposición. Así, las impurezas de Ti+4 difundidas, actúan como núcleos de transformación de fase en el VO2, disminuyendo la energía de activación de la transformación de fase, explicando de esta manera la estreches de la histéresis observada. |
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