Efectos electrónicos en el crecimiento de películas ultradelgadas

Abstract

Un cristal está formado por átomos ordenados de forma periódica y a su vez están rodeados de una gran nube de electrones. Cuando se deposita una película ultradelgada sobre un sustrato, esta densidad de electrones se encuentra distribuida en niveles discretos de energía al igual que los electrones lo hacen en una caja de potencial. La densidad de electrones de la película puede ser relacionada con pozos cuánticos infinitos y finitos. En este trabajo, se utilizaron los datos de una película de Ag depositada en un sustrato de Ge(111). Además, se usó la ecuación de la energía para una red FCC, que representa a esta película metálica. Usando esta ecuación y por medio de análisis numérico mediante un lenguaje de programación, se modelizó la película con pozos cuánticos infinitos, donde se encontró que la densidad de carga no pudo penetrar sus límites, creando un área de vaciamiento electrónico y para compensar este desbalance de carga, la densidad aumentó en la parte media. Al compararla con pozos finitos, la densidad se tunelizó en sus límites, evitando este desbalance de carga. La densidad atravesó en cada interfase cierta cantidad. En la interfase sustrato-película penetró una cantidad ?s y en la interfase película-vacío en una cantidad ?o. A estas cantidades se las llama modificadores cuánticos, ya que lograron que aumentara el espesor de la película. Con el aumento del espesor de la película, los planos atómicos se desviaron de sus posiciones originales, colocándose en lugares más favorables donde la densidad electrónica fue más alta. Este cambio de posiciones fue proporcional a la derivada de la densidad electrónica. Así mismo debido a este movimiento atómico, se produjo un cambio en la distancia promedio entre capas atómicas. Se encontró los picos de reflectividad del sistema Ag-Ge para seis capas atómicas, los cuales mostraron que la película creció de manera uniforme y ordenada. La película de Ag cubre el 100% de la superficie del sustrato de Ge, pero lo hace a manera de islas de espesores diferentes. El espesor dominante fue de islas de 8 capas con un área fraccional superficial de 65%.