Nanoestructuración a la Carta de Películas Delgadas en Geometría de Ángulo Oblicuo Mediante el Control Topográfico del Sustrato

Trabajo presentado en el XVI Congreso Nacional de Materiales CNMAT 2022, celebrado en Ciudad Real (España), del 28 de junio al 1 de julio de 2022
La técnica de pulverización catódica operada en geometría de ángulo oblicuo es bien conocida por permitir el crecimiento de películas delgadas nanocolumnares sobre sustratos planos. En otro tipo de sustratos, e.g. rugosos o litografiados, la casuística es variada, apareciendo estructuras complejas y diversas, incluso para espesores del orden de la micra. Estos resultados sugieren la existencia de una fuerte conexión entre el crecimiento de la película y la topografía del sustrato, que podría utilizarse para obtener un mayor control nanoestructural. En esta presentación se analiza teórica y experimentalmente la relación entre ambos aspectos al utilizar la técnica de pulverización catódica a ángulo oblicuo. Se demuestra la posibilidad de crecer estructuras singulares como, por ejemplo, cruces nanopilares o incluso de huecos dentro de una matriz compacta, ordenados de acuerdo a un patrón regular con distancias típicas del orden de cientos de nanómetros (ver Figura 1). Se describe, por lo tanto, el marco conceptual que permitiría que las técnicas actuales de litografía superficial se puedan utilizar como técnicas efectivas de control nanoestructural de películas delgadas. Como resultado, se demuestran varios principios que definen los diferentes estadios de la deposición que servirían como guías para el diseño inteligente del sustrato e inducir crecimientos a la carta. Estos principios se han validado experimentalmente al crecer diferentes películas delgadas sobre un total de 16 sustratos litografiados con diferentes topografías, patrones y escalas típicas por debajo de la micra, así como en otros sustratos con rugosidad intrínseca sometidos a diferentes tipos de pulido.