Senzori magnetici bazati pe filme subtiri piezoelectrice din materiale ecologice (acronim: MS-ECOP)

Rezultate Etapa:

In cadrul acestei activitati, folosind sistemele de ablatie laser pulsata (PLD) si evaporare laser (MAPLE) descrise in cadrul etapelor I si II, au fost realizate experimente de depunere de straturi subtiri de BCTZ si BST, parametrii de depunere fiind variati in scopul de a obtine filme cu proprietati diferite. In cadrul acestor experimente, pentru depunerea straturilor de BST a fost folosit un laser cu corp solid Nd:YAG cu emisie pe lungimea de unda de 266 nm. Sistemul optic folosit pentru gridarea fasciculului laser a fost compus dintr-o succesiune de 3 oglinzi cu diametru de 1 inch. Focalizarea fasciculului laser pe tinta a fost facuta cu ajutorul unei lentile de cuart ce permite transmisia unui fascicul cu lungimea de unda de 266 nm. In cazul straturilor de BCTZ, laserul folosit a fost un laser cu excimer cu emisie pe lungimea de unda de 193 nm. Substraturile folosite pentru experimentele de ablatie laser au fost atat substraturi monocristaline ce permit o crestere epitaxiala, cat si substraturi ceramice de Al2O3. In timpul depunerii substraturile au fost incalzite la temperatura de 700 0C. Pe langa tipul de substrat, a mai fost variat si numarul de pulsuri laser, intre 8000 si 72000, scopul acestor experimente fiind acela de a evalua raspunsul materialelor in prezenta celor 3 gaze. Experimentele au avut loc in flux de gaz reactiv, in camera introducandu-se oxigen cu un flux de 15 sccm in timpul depunerii si 200 sccm in timpul racirii. Parametrii de depunere PLD si MAPLE sunt listati in Tabelul 1. Morfologia si topografia suprafetelor probelor de BST si BCTZ au fost evaluate prin analize de microscopie electronica (SEM) si microscopie de forta atomica (AFM), iar grosimile straturilor au fost calculate din masuratori de spectro-elipsometrie. A fost evaluat raspunsul filmelor subtiri de titatan de bariu dopat cu strontiu (BST) si a solutiei solide de titanat de bariu dopat cu calciu si zirconiu (BCT-BZT) in prezenta celor 3 gaze (CO2, N2, O2). Spre deosebire de Etapa II, unde a fost pus in evidenta raspunsului la gaz a straturilor de BCTZx (cu x=45,50 si 55), in etapa III BCTZ a fost depus si pe alte tipuri de substrat, scopul fiind acela de a obtine o imbunatatire a acestui raspuns. In cazul straturilor de BST, acestea au fost depuse pe alumina policristalina, aceasta imprimand straturilor de BST o crestere policristalina, columnara. Suprafata acestor probe a fost rugoasa, ducand astfel la cresterea suprafetei specifice si implicit la imbunatatirea raspunsului la gaze. Pentru a evalua raspunsul la gaz, probele au fost masurate inainte si dupa acoperirea acestora cu un polimer sensibil la cele 3 gaze (PEI sau PANI). Acoperirea cu polimeri PEI si PANI a fost facuta prin tehnica evaporarii laser MAPLE.