Láminas delgadas y ultradelgadas de tantalato de estroncio y bismuto obtenidas a partir de derivados de glicolato de tántalo para su uso en memorias ferroeléctricas no volátiles

Resumen

En esta tesis se han preparado disoluciones precursoras de tantalato de estroncio y bismuto, desarrollándose un método híbrido sol gel, basado en la síntesis de un derivado de tántalo glicolado al cual se incorporan carboxilatos en estroncio y bismuto. Durante la síntesis del sol que contiene el derivado glicolado de Ta(V), se produce una reacción de intercambio entre grupos funcionales del alcóxido de tántalo y el diol que conlleva a la formación de un pentaglicolato de tántalo muy estable frente al ataque nucleofílico del agua. Como consecuencia de la reacción anterior disminuyen las velocidades de hidrólisis y condensación en las disoluciones, produciéndose un incremento de la homogeneidad y reactividad del sistema. Esto permite que sea posible la temprana formación de la perovskita laminar de SBT a temperaturas relativamente bajas de 650ºC. Los parámetros más importantes estudiados en la preparación de las láminas han sido: el efecto del substrato empleado para depositar las disoluciones, el efecto de la composición nominal del tantalato de estroncio y bismuto y por último el efecto del tratamiento térmico aplicado para la cristalización de las películas de SBT. El tipo de substrato empleado para el depósito determina las propiedades de la película de SBT. Con substratos de Ti/Pt/Ti/SiO2/Si(100), se forma una fase secundaria (Bi1.2TiO2) en la intercara lámina-substrato, contribuyendo al deterioro de las propiedades del material. Cuando el depósito se realiza sobre substrato de Pt/TiO2/SiO2/(100)Si, la interfase que forma es mucho menor. En este caso las características de fatiga y retención son muchos mejores. La Composición nominal de las disoluciones de SBT óptima para la obtención de películas ferroeléctricas es SR0.8Bi2.2Ta2O9, ya que induce menos interacción entre lámina y substrato. El tratamiento térmico de cristalización utilizado tiene un efecto importante en las fases crist