Fabricación y caracterización de películas delgadas de dióxido de vanadio VO². (2007)
Desde el primer trabajo reportado por Morin [1] el estudio del Oxido de Vanadio en forma de película delgada ha sido uno de los más atractivos debido a sus aplicaciones en sensores térmicos y rápidos conmutadores optoelectrónicos. Recientemente películas delgadas de Oxido de Vanadio han sido utilizadas en la fabricación de microbaterias, de gran interés por sus potenciales aplicaciones tales como dispositivos MEMS (Microelectromechanical System), tarjetas inteligentes y pequeños sensores[2]. Las microbaterias fabricadas están compuestas de una película delgada de Oxido de Vanadio como cátodo y ánodo y un electrolito sólido. El estudio ha sido enfocado en la preparación y en las propiedades electroquímicas de los electrodos debido a que la capacidad de carga ¿ descarga de las microbaterias depende principalmente de los materiales utilizados como electrodos, entre los cuales han sido estudiados: Lithium, Oxido de Cobalto Lithium, Oxido de Manganeso Lithium y Oxido de Vanadio (V2O5)[3,4]. Entre estos el Oxido de Vanadio es el material más atractivo debido a su alta capacidad de descarga. El Oxido de Vanadio presenta una transición de fase de primer orden del estado semiconductor al estado metálico a una temperatura de 68 oC pasando desde una fase tetragonal a una fase monoclínica. El agudo cambio de fase muestra una fuerte dependencia de la cristalinidad, estequiometría y los niveles de tensión existentes en la película. La transformación de fase es también acompañada por fuertes cambios en la resistividad eléctrica y en las características de transmisión infrarrojas; estos nuevos descubrimientos han dado a la tecnología nuevas herramientas en el diseño y construcción de nuevos dispositivos optoelectrónicos. La deposición de películas delgadas sobre sustratos monocristalinos ofrece la oportunidad de establecer nuevos materiales con propiedades que no pueden ser encontradas en materiales en bloque, por ejemplo Vanadio en bloque no es ferromagnético pero depositado en película delgada sobre Fe (001) es ferromagnético[5]. En estos sistemas epitaxiales, las propiedades eléctricas, ópticas y magnéticas, están fuertemente relacionadas con la estructura cristalina de las películas delgadas. El estudio de nuevas técnicas de fabricación las cuales permiten controlar la estructura de películas delgadas a escala casi atómica, intercalar películas de Oxido de Vanadio con películas metálicas u otro tipo de material con propiedades eléctricas y magnéticas diferentes y el estudio de las propiedades físicas de las estructuras que dan lugar a estos nuevos fenómenos abren nuevos campos de investigación especialmente en la electrónica y en la óptica física. El objetivo de la presente investigación es el crecimiento, caracterización y análisis de las propiedades eléctricas, ópticas, magnéticas, morfológicas y estructurales de películas delgadas de Dioxido de Vanadio (VO2) con el propósito de fabricar dispositivos optoelectrónicos. El crecimiento de las películas delgadas, caracterización eléctrica y magnética se realizarán en el Grupo de Física de Bajas Temperaturas ¿ Edgar Holguín ¿ de la Universidad del Cauca. La caracterización morfológica y estructural se hará en colaboración mutua con el profesor Wilson Lopera Muñoz del Grupo de Películas Delgadas de la Universidad del Valle. La caracterización óptica mediante medidas de transmitancia y reflectancia estarán a cargo de los profesores Alvaro Bastidas y Edith Rodríguez del Grupo de Óptica y Láser de la Universidad del Cauca.