Caracterización electrostática de sistemas altamente resistivos mediante microscopía de fuerzas

Resumen

Caracterización electrostática de sistemas de altamente resistivos mediante Microscopía de Fuerzas Resumen Los objetivos de la tesis son por un lado, modelizar e interpretar las imágenes de Microscopía de Fuerzas Kelvin (SKPM) de muestras aislantes con presencia de cargas localizadas en su superficie, y estudiar la dependencia del VSKPM con la distancia punta-muestra, así como la resolución lateral obtenida al adquirir imágenes. Por otro lado, estudiar en la mesoescala la evolución temporal y la dependencia espacial del potencial superficial de películas delgadas de Al granular de alta resistividad, cuando se aplican cambios en el potencial de puerta o gate. Así como estudiar en la nanoescala el comportamiento del sistema para obtener la subestructura del potencial superficial. Para las medidas experimentales se ha empleado la Microscopía de Fuerzas (SFM), mientras que para la interpretación de los datos se han llevado a cabo simulaciones numéricas. En primer lugar se ha hecho una aproximación de punta esférica basada en el método de las imágenes para analizar los datos obtenidos en SKPM. En segundo lugar se ha utilizado un modelo de conductividad por hopping basado en una red de condensadores para estudiar la carga y descarga de películas delgadas de metales granulares altamente resistivos. Como resultado, se ha obtenido el tamaño lateral y la carga total de dominios de carga con el modelo propuesto, y las predicciones se han confirmado mediante medidas experimentales. Finalmente, se discuten los efectos de la geometría de la punta, y se determinan los parámetros de medida más adecuados. Se ha mostrado que la técnica SKPM es capaz de monitorizar la carga y descarga de películas de Al granular a escala mesoscópica, y que el comportamiento observado en las medidas de potencial de superficie puede reproducirse con un modelo de conductividad por hopping con parámetros percolativos. Las medidas con SKPM en escala nanométrica han mostrado que el Al granular muestra una subestructura con dominios de potencial de tamaño ?40nm, que no se correlacionan con la estructura granular de la topografía. Se ha encontrado que los dominios fluctúan, que la dinámica que exhiben es heterogénea, y que se caracteriza por la presencia de varios tiempos o escalas característicos.