Tynne filmer av Co3O4 framstilt med ALCVD

Abstract

Oppgaven tar for seg fremstilling av tynne filmer av koboltoksid ved hjelp av ALCVD (Atomic Layer Chemical Vapour Deposition) metoden. Målsetningen var å beherske syntese av koboltoksid-systemet. Tynne filmer ble laget ved å bruke Co(thd)2 (Hthd = 2,2,6,6-tetrametylheptan-3,5-dione) og ozon som forløpere. Viktige egenskaper ved Co(thd)2 og prosessparameterne for filmsyntesen ble i den forbindelse bestemt. Krystallstrukturen til Co(thd)2(s) ble bestemt ved hjelp av énkrystalldiffraksjon. Vekst av ALCVD-type (dvs. ALCVD-vinduet) ble funnet i temperaturintervallet 114 307 °C. I dette intervallet viste systemet lineær vekst som funksjon av antall sykluser, med vekstrate på ~0,21 Å per syklus. Film ble deponert på substrater av glass, Si(100), MgO(100), α-Al2O3(001) og α-Al2O3(012). For glass og Si(100) ble det observert vekst med (100)-preferert orientering i den nedre delen av temperaturintervallet for ALCVD-vinduet. Ved høyere temperatur ble det observert en (111)-orientert vekst for film deponert på Si(100). Filmer avsatt på substrater av MgO(100) og α-Al2O3(001) viste begge epitaksiell vekst og systemene kan henholdsvis beskrives som (001)[100]Co3O4||(001)[100]MgO og (111)[111]Co3O4||(001)[100]α-Al2O3. Orientert vekst ble også funnet på substrater av α-Al2O3(012). Morfologien til filmene ble kartlagt, og det ble funnet indikasjoner på at krystallittene av Co3O4 i filmen termineres av {111}-flater i den nedre delen av temperaturintervallet i ALCVD-vinduet. De elektriske egenskapene ved romtemperatur for film deponert på substrater av glass og MgO(100) ble også undersøkt. Bruk av bildeskanner som en alternativ måte å kartlegge tykkelsesgradienter på ble testet for filmer deponert på glass.