Integration of a visual tracking system into a four probe measuring system to evaluate the electrical sheet resistance of thin films
En los últimos años, las películas delgadas han sido ampliamente estudiadas debido a la amplia gama de aplicaciones técnicas que presentan, algunas de las cuales están determinadas por sus propiedades eléctricas tales como la resistividad. Generalmente, algunas propiedades medidas en la macroesca...
| Autor Principal: | Curi Grados, Osmar Giordano Adolfo |
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| Formato: | Tesis de Maestría |
| Idioma: | Inglés |
| Publicado: |
Pontificia Universidad Católica del Perú
2017
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| Materias: | |
| Acceso en línea: |
http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/8993 |
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| Sumario: |
En los últimos años, las películas delgadas han sido ampliamente estudiadas debido a la
amplia gama de aplicaciones técnicas que presentan, algunas de las cuales están
determinadas por sus propiedades eléctricas tales como la resistividad. Generalmente,
algunas propiedades medidas en la macroescala no siguen siendo válidas cuando el
material es reducido a la nanoescala. Varios estudios demuestran que la resistividad en
películas delgadas depende del espesor de la muestra. Por lo tanto, en la investigación y
producción de películas delgadas para nuevas aplicaciones, es necesario un sistema eficaz
y preciso para medir y caracterizar sus propiedades eléctricas.
Con el fin de superar las limitaciones en la medición de la resistividad en películas
delgadas, el objetivo de esta tesis es la de implementar un sistema de medición de la
resistividad flexible implementado utilizando el software LabVIEW y conformado por
instrumentos de medición Keithley y una cámara digital tipo microscopio. Este sistema
presenta dos características principales:
1. Un sistema de seguimiento automático de posición (visual tracking) para determinar
la ubicación de las puntas de medición sobre la muestra. Este sistema reduce los
errores ocasionados por el desalineamiento de las puntas, proporciona una apropiada
interfaz gráfica y es el primer paso para la automatización del sistema de medición.
2. El sistema es capaz de medir la resistividad utilizando cuatro métodos distintos (Van
der Pauw, Linear Van der Pauw, y el método de las cuatro puntas lineal y cuadrado).
Esta característica proporciona la posibilidad de medir una gama más amplia tanto
de materiales como de dimensiones de las muestras.
El desempeño del sistema desarrollado se válido midiendo muestras estándar de
aluminio y tungsteno de diferentes espesores (100, 300 and 600 nm). Las películas se
depositaron sobre sustrato de silicio mediante sputtering. La resistividad de las películas
se midió aplicando los diferentes cuatro métodos y se obtuvo un error estándar menor a
1%. Con el _n de validar la eficacia del sistema de seguimiento visual (visual tracking),
se analizó la influencia, tanto del desalineamiento como de la distribución de las puntas
en la medición de la resistividad.
Los resultados fueron validados por comparación con datos experimentales de la
literatura y modelos teóricos de películas delgadas (Fuchs-Sondheimer, Mayadas-Shatzke
y combinación de ambos modelos). Los resultados están en correlación con los datos
experimentales y los modelos teóricos. Además, se confirmó la dependencia de la
resistividad con el espesor. Asimismo, se demostró que el incremento de la resistividad
eléctrica podrá explicarse por las contribuciones de los mecanismos de dispersión en los
limites de grano y en la superficie de la película delgada. |
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