MXPA94009540A - Procedimiento para hacer crecer una pelicula epitaxialmente sobre una superficie de oxido, y las estructuras formadas con el procedimiento. - Google Patents

Procedimiento para hacer crecer una pelicula epitaxialmente sobre una superficie de oxido, y las estructuras formadas con el procedimiento.

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Abstract

Un procedimiento y una estructura, en que una pelicula, comprendida de una perovskita o una espinela, se forma epitaxialmente sobre una superficie, tal como una superficie de un oxido de un metal alcalinoterreo, este procedimiento implica la acumulacion epitaxial de planos alternativos de los oxidos de los metales constituyentes de la perovskita o la espinela. La primera capa de oxido de metal, formada sobre la superficie, incluye un elemento de metal que suministra un cation pequeno en la estructura cristalina de la perovskita o la espinela, y la segunda capa de oxido de metal, tambien formada sobre la superficie, incluye un elemento de metal que suministra un cation grande en la estructura cristalina de la perovskita o la espinela. La secuencia de capas implicada en la formacion de la pelicula reduce los problemas que de otra manera resultarian de las fuerzas electrostaticas interfaciales en las primeras capas atomicas, y estos oxidos pueden ser estabilizados como peliculas delgadas proporcionales en un espesor de la celda unitaria o crecer, con la alta calidad del cristal, a espesores de 0.5 a 0.7 aem para aplicaciones en dispositivos opticos.

Description

PROCEDIMIENTO PARA HACER CRECER UNA PELÍCULA EPITAXIALMENTE SOBRE UNA SUPERFICIE DE ÓXIDO. Y LAS ESTRUCTURAS FORMADAS CON EL PROCEDIMIENTO TITULAR: MARTIN MARIETTA ENERGY SYSTEMS, INC. NACIONALIDAD ESTADOUNIDENSE CON DOMICILIO: SCARBORO & BEAR CREE ROAD, P.O. BOX 2009, OAK RIDGE> TENNESSEE 37831 -8014 E.U.A. INVENTOR: RODNEY ALLEN MCKEE NACIONALIDAD ESTADOUNIDENSE CON DOMICILIO: ROUTE 2, BOX 00A KINGSTON, TENNESSEE 37763 E.U.A. FREDERICK JOSEPH WALKER ' NACIONALIDAD ESTADOUNIDENSE CON DOMICILIO. 109 EUCLID PLACE, OAK RIDGE, TENNESSEE 37830 E.U.A. EXTRACTO DE LA INVENCIÓN Un procedimiento y una estructura, en que una película película, comprendida de una perovskita o una espinela, se forma epitaxialxnente sobre una superficie, tal como una superficie de un óxido de un metal alcalinotérreo, este procedimiento implica la acumulación epitaxial de planos alternativos de los óxidos de los metales constituyentes de la perovskita o la espinela. La primera capa de óxido de metala formada sobre la superficie, incluye un elemento de metal que suministra un catión pequeño en la estructura cristalina de la perovskita o la espinela, y la segunda capa de óxido de metal, también formada sobre la superficie, in- cluye un elemento de metal que suministra un catión grande en la estructura cristalina de la perovskita o la espinela. La secuencia de capas implicada en la formación de la película reduce los problemas que de otra manera resultarían de las fuerzas electrostáticas interfaciales en las primeras capas atómicas, y estos óxidos pueden ser estabilizados como películas delgadas proporcionales en un espesor de la celda unitaria o crecer, con la alta calidad del cristal, a espesores de 0.5 a 0.7 µp? para aplicaciones en dispositivos ópticos. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta solicitud es una continuación parcial de la solicitud No. de Serie 08/100,743, presentada el 30 de julio de 1993 e intitulada PROCEDIMIENTO PARA HACER CRECER UNA PELÍCULA EPITAXIALMENTE SOBRE UNA SUPERFICIE DE MgO, Y LAS ESTRUCTURAS FORMADAS CON EL PROCEDIMIENTO, cuya descripción se incorpora aquí como referencia. Esta invención se refiere, generalmente a la preparación de estructuras para su empleo en aplicaciones de semiconductores y/o la guía de ondas ópticas, y se refiere, más particularmente, al crecimiento de una película epita- xial sobre superficies, tal como una superficie de un óxido de un metal alcalinotérreo. Los óxidos, en una clase de óxidos conocidos como perovskitas y espinelas, se sabe exhiben propiedades signi- ficantes tecnológicamente, tal como la ferroelectricidad, ferromagne ismo, piezoelectricidad, superconductividad y un comportamiento electro-óptico no lineal y, por esta razón, se hacen crecer sobre substratos con el propósito de incorporar estas propiedades dentro de dispositivos electrónicos. Con estos óxidos creciendo sobre substratos, las propiedades, antes mencionadas, pueden tomar ventaja en un número de dispositivos y, en particular, se cree son muy adecuados para su uso en los Aparatos Rotatorios Faraday para aisladores ópticos y en aplicaciones de memoria magnética. De estos dispositivos electrónicos, los dispositivos ópticos de ondas guiadas (OGW) , construidos con pero- vskitas son demandados relativamente desde el punto de vista de la claridad óptica y requieren necesariamente una coherencia estructural de intervalo largo. Hasta ahora, la claridad óptica y la coherencia estructural de una película de perovskita que crece sobre un óxido de un metal alcalinoté- rreo, tal como el MgO, se han limitado debido, al menos en parte, a la incapacidad de crecer una perovskita sobre el metal alcalinotérreo, en que la perovskita que crece sea de una orientación sencilla. Serla conveniente suministrar un procedimiento para hacer crecer la perovskita con una orientación sencilla sobre un óxido de metal alcalinotérreo y mejorar así la calidad de la estructura resultante para aplicaciones de dispositivos ópticos de ondas guiadas (OGW) .
Oí.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención es suministrar un procedimiento, nuevo y mejorado, para hacer crecer una perovskita o una espinela con orientación sencilla sobre un óxido de metal alcalinotérreo, y las estructuras formadas con el procedimiento. Otro objeto de la presente invención es suministrar tal procedimiento, el cual sea muy apropiado para recubrir una superficie de óxido de metal alcalinotérreo con una capa sencilla de un óxido de un elemento del Grupo IVA, por ejemplo el Ti02 , Zr02 ó HfOz · Aún otro objeto de la presente invención es suministrar tal estructura, la cual es muy apropiada para el empleo en aplicaciones de OGW o para la incorporación dentro de un circuito integrado. Aún otro objeto es suministrar un procedimiento, nuevo y mejorado, para hacer crecer una perovskita o una espinela, o los constituyentes de una perovskita o espinela, epitaxialmente sobre una superficie provista por un . óxido de un elemento del Grupo IVA o un constituyente de óxido de una perovskita o una espinela, y las estructuras formadas con el procedimiento . Un objeto más de la presente invención es suministrar una estructura cuyas propiedades ferromagnéticas son muy apropiadas para su empleo en aplicaciones magneto-ópticas .
RESUMEN DE LA INVENCION Esta invención se refiere a un procedimiento para recubrir un cuerpo con una película epitaxial, en que el cuerpo tiene una superficie provista por uno de un óxido de un metal alcalinotérreo, un óxido de un elemento del Grupo IVA, un constituyente de óxido de una perovskita y un constituyente de óxido de una espinela, y las estructuras formadas con el procedimiento. Una modalidad del procedimiento incluye las etapas de hacer crecer, por técnicas de epitaxia de haces moleculares (MBE) , un plano sencillo de óxido de metal que tenga un elemento de metal de un grupo de metales, que consiste del Ti, Zr, Hf, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni y Cu, sobre una superficie provista por un óxido de un metal alcalinotérreo, de modo que los átomos de metal y de oxígeno del plano sencillo se dispongan en sitios ordenados a través de la superficie de óxido de metal alcalinotérreo. En una modalidad más del método, la etapa de hacer crecer un solo plano de óxido de metal del grupo de óxidos, antes mencionado, es seguido por la etapa de crecimiento, por técnicas de MBE, un plano de óxido de metal constituyente de una perovskita o una espinela, sobre el plano sencillo e óxido de metal, en que el metal del plano del óxido de metal constituyente suministra el catión grande en la estructura cristalina de la perovskita o la espinela.
En otra modalidad del procedimiento, el cuerpo sobre el cual se recubre la película epitaxial tiene una superficie definida por el óxido de metal provisto por un óxido de un elemento del Grupo IVA o un constituyente de óxido de cristales de la perovskita o la espinela, en que el elemento de metal del óxido de metál suministra un catión relativamente pequeño en forma cristalina del óxido de metal y se disponen los átomos de metal y de oxígeno del óxido de metal en sitios ordenados, a través de la superficie de óxido. Esta modalidad del proceso incluye las etapas de ha cer crecer, por técnicas de la MBE, un plano del óxido de metal constituyente de un cristal de la perovskita o un cristal de la espinela, epitaxialmente sobre el plano sencillo de óxido de metal, en que el elemento de metal del plano del óxido de metal constituyente suministra un catión relativamente grande en la estructura cristalina de la perovskita o la espinela. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en perspectiva de un cuerpo sobre el cual puede crecer una perovskita o espinela epitaxial, de acuerdo con una modalidad del método de la presente invención. La Figura 2 es una vista en perspectiva, con piezas separadas, de una estructura, dentro de la cual crecer una película de perovskita sobre una capa de MgO e ilustra esquemáticamente las capas sucesivas de constituyentes que comprenden la estructura. La Figura 3 es una vista esquemática en perspectiva de un equipo de vacío ultra-elevado, con el cual se pueden realizar las etapas de ,1a presente invención. La Figura 4 es una imagen en micrografía SEM de una sección transversal de una película de BaTi03 de 0.6 /¿m de espesor, que crece epitaxialmente sobre el MgO (001) . La Figura 5 es un modelo de cubo que representa la orientación de rejilla en la interfaz de una estructura, en que una superficie de MgO se cubre con el BaO. La Figura 6a es una fotografía que suministra los datos de RHEED para una superficie limpia de MgO, en que los datos se obtienen a lo largo de un eje de zona (100). La Figura 6B es una fotografía que suministra los datos de RHEED para una cobertura de capa sencilla de BaO e los datos se obtienen a lo largo de La Figura 7a es una fotografía (similar a aquélla de la Figura 6a) que suministra los datos de RHEED para una superficie limpia de MgO, en que los datos se obtienen a lo largo de un eje de zona (100) . La Figura 7b es una fotografía que suministra datos de RHEED para una cobertura de mono-capa de T1O2 sobre el MgO (001) , en que se obtienen los datos a lo largo del eje de zona (100) . La Figura 8a es una vista de planta de un modelo de bola de una superficie limpia del MgO. La Figura 8b es una vista de planta de un modelo de bola de una cubierta de mono-capa de Ti02 sobre el MgO (001) . La Figura 9 es una tabla que suministra datos de estructuras dentro del plano y fuera del plano y datos de índices de refracción para películas delgadas de SrTi03 y Ba i03 sobre el MgO. La Figura 10 es una gráfica que suministra datos relativos a la dependencia de la longitud de onda de la pérdida óptica en películas delgadas de SrTi03 sobre el MgO.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES. ILUSTRATIVAS Volviendo ahora a los dibujos en mayor detalle, se muestra en la Figura 1 un cuerpo o disco 20, que tiene una superficie 22 definida por una capa de substrato de un óxido de metal alcalinotérreo, es decir la cara (001) , sobre la cual puede crecer una perovskita o espinela con orientación sencilla. En los intereses de la presente invención, la capa superficial del óxido de metal alcalinotérreo puede estar provista por la capa externa de un cuerpo comprendido completamente del óxido de metal alcalinotérreo o la capa ex- terna de una serie de capas formadas sobre un substrato base comprendido, por ejemplo, de un material semiconductor, tal como el silicio. Sin embargo, en cualquier caso, la estructura cristalina del óxido del metal alcalinotérreo se limpia, ordena y alisa atómicamente para promover el crecimiento epitaxial subsecuente sobre los constituyentes de un cristal de perovskita. La estructura de rejilla cristalina de la perovskita es de una cara centrada cúbica (fcc) e incluye un plano de un óxido del elemento del Grupo IVA, es decir un óxido del grupo que consta del 1O2 Zr(>2 y Hf(>2 y otro plano de un óxido de un metal diferente. Por ejemplo, la estructura de rejilla cristalina del BaTiG-3 de la perovskita, incluye un plano de TÍO2 y un plano de BaO. Similarmente, la estructura cristalina volumétrica del SrTi03 de la perovskita incluye un plano de Ti02 y un plano de SrO. Como será evidente, una modalidad del procedimiento de la invención, aquí descrito, implica la formación inicial de un plano de un óxido de un elemento del Grupo IVA sobre la superficie de un óxido de metal alcalinotérreo y la formación subsecuente de planos adicionales de óxido de metal y un óxido de un elemento del Grupo IVA, sobre el plano inicial del óxido del elemento del Grupo IVA, de manera que los planos formados subsecuentemente alternen entre sí.
Como será aquí evidente, la estructura de rejilla cristalina de un óxido de la clase de óxidos conocido como la espinela, es comparable a la estructura de rejilla cristalina de una perovskita, es decir una cara cúbica centrada, de una manera que hace a la presente invención aplicable al crecimiento de las espinelas, al igual que las perovskitas. Con referencia a la Figura 2, se ilustra una estructura ejemplar, indicada con 24, sobre la cual los planos alternativos, 26 y 28, del óxido del elemento del Grupo IVA T1O2 y el óxido de metal, respectivamente, se forman sobre la superficie 22 de un óxido de un metal alcalinotérreo, comprendido, en este caso, de MgO. Cada plano, 26 ó 28, se forma sobre la superficie 22 de MgO por técnicas de epitaxia de haces moleculares (MBE) y con equipo de la MBE. En breve, el equipo de MBE con el cual se puede llevar a cabo el proceso aquí descrito, incluye una instalación de crecimiento/caracterización de vacío ultra elevado (UHV) , un fragmento de la cual se indica en 30 en la Figura 3. La instalación 30 incluye un recipiente 32 que tiene una cámara interna dentro de la cual el cuerpo 20 se coloca, de modo que su superficie 22 mire hacia abajo, y una pluralidad de latas 34, 36 y 38 son provistas dentro de la base del recipiente 32 para suministrar una fuente de vapor del metal deseado que se va a agregar a la superficie del substrato durante la formación de la estructura 24. En este aspecto, cada lata 34, 36 y 38 se adapta para retener un crisol que contiene un metal deseado y, en este caso, las latas que retienen los constituyentes de metal de la perovskita, por ejemplo el BaTi03 , SrTi03 , CaTi03 ó MgTiC>3 que se desean ser formados sobre la superficie 24 del MgO. Se suministra una abertura en la parte superior de cada lata, y un obturador se asocia con la abertura de lata para el movimiento entre una condición cerrada en donde el interior de la lata se cierra y así es aislado de la superficie 22 del MgO, y una condición cerrada en la cual los contenidos de la lata 32, es decir, él vapor de metal, se exponen a la superficie 22 del MgO. Además, una fuente de oxígeno 40 se conecta a la cámara, de manera que abriendo y cerrando una válvula asociada con la fuente 40, el oxígeno se puede suministrar o no a la cámara. La abertura y cierre de cada obturador de lata y la válvula de fuente de oxígeno se controlan exactamente por un controlador de computadora (no mostrado) . Antes que las capas o planos desdados hayan crecido sobre la superficie 22 del MgO, esta superficie de MgO se hace lisa atómicamente. Para este fin, la superficie 22 del Mgo puede ser tratada con un compuesto pulidor, el cual está disponible comercialmente como un limpiador, con la designación comercial de Syton. El cuerpo 20 es luego colocado dentro de la instalación 30 de UHV y la temperatura del cuerpo 20 se eleva a unos ÍOOOSC. A esta temperatura elevada, contaminantes indeseados, tal como el agua y la suciedad, son impulsados desde la superficie 22 y los iones de Mg, que pueden estar bajo esfuerzo en la superficie 22, se permiten desplazarse a una posición más estable, o relajada. En tanto se mantiene el control adecuado sobre la operación de la instalación 30 de MBE, el MgO crece sobre la superficie 22 para restaurar la perfección cristalina en la superficie del MgO conforme el Mgo se deposita dentro, para así llenar los huecos o defectos similares que pudieran existir a través de la superficie 22. Por el crecimiento de un espesor adicional de aproximadamente 1000 Á del Mg sobre la superficie 22, la limpieza y lisura deseadas de la superficie 22 se obtiene. En la preparación del crecimiento del T1O2 sobre la superficie 22 del MgO, la presión en la cámara de UVH es disminuida hasta entre 2-5 x 10-7 Torr. La capa deseada del TÍO2 luego se construye sobre la superficie 22 del MgO por las técnicas convencionales de la MBE, mientras la presión de la cámara se mantiene entre aproximadamente 2-5 x 10~7 Torr. Por ejemplo, el vapor de metal del Ti puede ser depositado inicialmente sobre la superficie 22 del MgO y luego el oxígeno, desde la fuente 40,k se puede liberar sobre la superficie de modo que la capa deseada del 1O2 se forma en la superficie 22. Alternativamente, la superficie 22 puede ser expuesta simultáneamente al vapor del Ti y el oxígeno, en cantidades controladas, de modo que el T1O2 se forme y luego se acumule sobre la superficie 22. Durante cualquiera de los procesos de depósito antes mencionados, que implican la capa del TÍO2 , se mantiene un control cuidadoso de la operación de la MBE, para asegurar que no más de una capa, es decir un plano, del TÍO2 se deposite sobre la superficie 22. La forma volumétrica del compuesto TÍO2 , como se caracteriza por la estructura superficial ordenada, formada en esta etapa, tiene una estructura no en equilibrio y se encontró en la naturaleza y existe una tendencia para que el 1O2 formado se acumule en grupos o montones si la superficie 22 se expone a una cantidad mayor del T1O2 de la necesaria para comprender un solo plano del T1O2. Por supuesto, si tales grupos se. desarrollan, la capa del TÍO2 pierde su orden y la habilidad para el crecimiento ordenado de las capas sobre la capa del TÍO2 se destruye. Así, se debe mantener un control cuidadoso sobre el depósito del vapor del Ti y la liberación del oxígeno desde la fuente 40, de modo que una sola capa, y solamente una capa, del 1O2 se acumule en sitios ordenados sobre la superficie 22 del MgO. En seguida del desarrollo de la capa deseada del T1O2 sobre la superficie 22 del MgO, una capa de óxido de metal, que comprende el otro plano de la perovskita deseada, se forma sobre la capa del Ti02- Cuando, por ejemplo, la perovskita deseada es el BaTi.03 , entonces el vapor liberado en la cámara del equipo es del Ba, y si la perovskita deseada es el SrTi03 , entonces el vapor liberado dentro del equipo de la cámara es el Sr. Técnicas convencionales de la MBE se usan para el crecimiento del óxido deseado, por ejemplo el BaO o el SrO, la capa sobre la capa de Ti02 formado. Por ejemplo, el vapor de metal, por ejemplo de Ba ó Sr, puede depositarse inicial- mente sobre la superficie del Ti02, y luego el oxígeno puede ser liberado subsecuentemente dentro de la cámara, de manera que el óxido de metal se forme sobre la superficie del Ti02. Alternativamente, la capa de Ti02 puede ser expuesta simultáneamente al vapor de metal y al oxígeno, de modo que el óxido de metal se acumule sobre la capa del Ti02. En cualquier caso, se debe mantener el control cuidadoso sobre la operación e depósito, de manera que no más de un plano del óxido de metal deseado se desarrolle en esta etapa sobre la capa del Ti02 y así el patrón del óxido de metal depositado sobre la capa del Ti02 es ordenado. En la formación del plano deseado del óxido de metal, un segundo plano del Ti02 crece sobre el plano de óxido de metal, de acuerdo con las técnicas antes descritas, usadas para el crecimiento del Ti02 sobre la superficie del MgO. Así, en la formación del segundo plano deseado del Ti02 un segundo plano del óxido de metal, por ejemplo el BaO ó SrO, crece sobre el segundo plano del TÍO2. En seguida, las capas del TÍO2 y el óxido de metal se forman en una manera alternativa hasta que al menos unas veinticinco unidades de celdas de la perovskita deseada crecen sobre la superficie del MgO. Las dislocaciones que se pueden desarrollar dentro de las capas formadas proporcionan núcleos para así suministrar un alivio interno de deformaciones dentro de las primeras veinticinco unidades de veinticinco, así que no aparecen deformaciones de la rejilla en la superficie de la disposición de los planos. Así, la superficie definida por la veinticinco unidades de celdas se ordena y está libre de deformaciones. Una vez que la superficie exenta de deformaciones de la perovskita se forma, pueden ser tomados los pasos para crecer capas adicionales de la perovskita sobre la acumulación de las unidades de celda. En este aspecto, el crecimiento subsecuente de la perovskita en su forma volumétrica exenta de deformaciones es homoepitaxial, más bien que hete-roepitaxial, de modo que las características de la interfaz entre capas adyacentes del 1O2 y el óxido de metal probablemente no presentarán problemas durante el crecimiento. Así, la perovskita puede ser formada sobre sí misma después de formar las veinticinco unidades de celda iniciales de la perovskita. Para este fin, la perovskita crece capa por capa sobre la superficie exente de deformaciones por las técnicas convencionales de la MBE, de manera que cada capa de la pe- rovskita tenga una altura de una unidad de celda. Por ejemplo, la superficie exenta de deformaciones puede ser expuesta inicialmente a vapores del Ti y del metal, por ejemplo, el Ba ó Sr y luego al oxígeno, de manera que las perovskitas se formen sobre la superficie exenta de deformaciones. Alternativamente, la superficie exenta de deformaciones puede ser expuesta simultáneamente a los vapores del Ti y del metal y al oxígeno, de modo que la perovskxta se forme y luego se asienta sobre la superficie exenta de deformaciones. En cualquier caso, se mantiene un control cuidadoso del proceso del MgO, de modo que la acumulación de capas sucesivas de la perovskita se realice epitaxialmente. La claridad de la perovskita resultante se realiza, al menos en parte, por la acumulación, antes descrita, de capas alternativas del 1O2 y el óxido de metal sobre la superficie del MgO en que esta acumulación reduce al mínimo los efectos indeseables que pudieran, de otra manera, resultar de la electrostática interfacial desarrollada entre el MgO y las capas superpuestas que crecen ahí subsecuentemente. Para apreciar la emisión electrostática interfacial, la estructura de los óxidos de la perovskita se pueden considerar. La característica distintiva de la clase de óxido de perovskita se reconoce como un empaque más estrecho de ca- tiones grandes y aniones de oxigeno dispuestos como hojas apiladas normales a la dirección (111) . Los intersticios octahedrales que se forman como resultado de esta secuencia de apilamiento de hojas son, a su vez que se han llenado con cationes menores, de valencia mayor. Las estructuras resultantes son cúbicas con caras de cristal estables de índice bajo. Las truncaciones de cristales, que ocurren naturalmente son (001) y son luego, por ejemplo con el BaTi03 , cualquiera de los planos de BaO o planos de Ti02 , como se mencionó antes. Los tamaños y cargas de los iones en estos planos son diferentes distintivamente, y el inicio de una secuencia de crecimiento heteroepitax'ial para tal estructura en otro óxido de aislamiento puede tomar esto en cuenta. Con referencia a la imagen de micrografía de la Figura 4, se muestra una sección transversal en fractura de una película de BaTiC>3 representativa sobre (100)MgO. El material de la Figura 4 crece usando las técnicas de la MBE de fuente-obturador en el vacío ultra-elevado. La película es de una ase sencilla, adherente y clara ópticamente. La epitaxia es de cubo sobre cubo y resulta únicamente de la secuencia de capas antes descrita que comienza en el plano del Ti(>2 de la estructura de la perovskita. La secuencia de capa es un requisito para el crecimiento epitaxial de orientación sencilla de una perovskita sobre el MgO.
Para una transición heteroepitaxial entre los óxidos aisladores, la electrostática de interfaz (ion-ion cerca de las interacciones vecinas) de las primeras capas determinan criticamente si se puede desarrollar una estructura proporcional. Por ejemplo, al ir del MgO al BaTi03 sobre la cara (001) del MgO, si la transición se inicia en un plano de óxido de bario, la estructura de la interfaz no puede desarrollarse proporcionalmente con la superficie del MgO. La incompatibilidad básica resulta de la diferencia del tamaño grande de iones entre el bario y el magnesio. En particular, es imposible evitar las configuraciones de iones cercanos vecinos cuando ocurren las interacciones de catión- catión o anión-anión en números grandes. Esto conduce naturalmente a la energía interfacial y una inestabilidad inherente. En cada estudio realizado hasta ahora que se han dirigido a los fenómenos del equilibrio interfacial y la segregación superficial para los óxidos de metales alcalinoté- rreos, el resultado claro es que ninguna capa sencilla del BaO sobre el MgO existía que fuera estable energéticamente. Se ha encontrado que la estabilidad energética es de suma importancia en el crecimiento de las perovskitas de una orientación sobre el MgO. Para fines de comparación, el metal de bario y el oxígeno se depositan sobre una superficie de MgO a una temperatura del substrato de 5002C, para formar el BaO a un 1/2 de cubierta de la mono-capa con base en la superficie del MgO. Esta cobertura de mono-capa es equivalente a una mono- capa del BaO en el BaTi03. Las energías interfaciales altas que resultarán de la epitaxia proporcional del BaO sobre el MgO debe accionar algún mecanismo para disminuir la energía interfacial. En este aspecto, se muestra en la Figura 5 un modelo de cubo de la interfaz y los patrones de difracción de electrones de alta energía (RHEED) de la reflexión asociada de superficies de (100) MgCo o cubiertas con BaO de 1/2 mono-capa, limpias. La implicación de las teorías de segregación superficial es que la formación de núcleos de tipo isla de las estructuras de tipo BaO no proporcionales debe desarrollarse y se cree que esto ocurre. El modelo de cubo mostrado en la Figura 5 muestra una idealización de las morfologías paralelas y giradas por 45 grados de una interfaz (100) entre el MgO y el BaO, y las Figuras 6a y 6b muestran patrones de difracción como la confirmación experimen tal de su existencia. El patrón de RHEED mostrado en la Figura 6a resulta de una superficie del MgO preparada en el sistema de la MBE por el crecimiento de 100 nm de MgO homoe- pitaxialmente sobre (001) MgO. Se pueden ver las barras superficiales 0,0 y 0.2 permitidas. En la Figura 6b, la difracción superficial en el mismo eje de zona se ilustra, pero se modifica por un depósito del BaO de cobertura de una sola capa. Se puede ver en la Figura 6d que las orientacio- nes de cristalitos no proporcionales se han formado y dan lugar a la difracción que sería la posición de la barra 0.2 para el BaO de cubo sobre cubo y la barra 1.1 de la BaO girada por 45 grados igualmente. Asimismo, además del espacia- miento de barra que indica las características microestruc- turales de la interfaz, la intensidad de la difracción se modula a lo largo de las barras de BaO de rejilla recíproca en una manera similar a Bragg, es decir ocurre la difracción tridimensional que es indicativa del "aislamiento" o aspere za superficial. Estas estructuras de isla tridimensionales, de múltiples orientaciones, impiden cualquier intento del crecimiento de películas de perovskita de espesor de calidad óptica. Con referencia de nuevo a la construcción de la estructura de la presente invención, se suministran en las Figuras 7a y 7b fotografías de los datos de la RHEED que ilustran el resultado drásticamente diferente que se puede obtener moviendo arriba un plano desde la capa de MgO (cuyo modelo de bola se ilustra en la Figura 8a) en la celda de unidad de BaTi03 al plano de Ti02 (cuyo modelo de bola se ilustra en la Figura 8b) y el inicio de la secuencia de crecimiento en ese punto. Una capa plana atómicamente, proporcional, del 1O2 se puede formar en la cual cada otra hilera de cationes está vacante sobre los sitios de Mg2+ subyacentes. Esta superficie del Ti02 satisface los requisitos elec- trostáticos para las parejas casi vecinas de anión-catión en la interfaz y es un truncado estable, de baja energía, de la superficie de MgO. La hilera perdida de cationes en esta capa proporciona sitios favorables energéticamente para la unión subsecuente del ion de bario a la superficie de cristal. Conforme continúa el crecimiento de la perovskita con ciclos de depósitos alternativos de bario y titanio, el BaTI03 crece capa por capa y el alivio de deformaciones puede ocurrir por la formación de núcleos de dislocaciones de borde sencillo que mantienen la epitaxia de cubo sobre cubo dé orientación sencilla. El parámetro de la rejilla del BaTi(>3 se relaja a su valor volumétrico exento de deformaciones dentro de diez celdas de unidad desde la interfaz original. La transición de la heteroepitaxia a la homoepitaxia de la perovskita se completa con el material deseado de orientación sencilla y su coherencia estructural ventajosa de intervalo largo. Con la transición de la heteroepitaxia a la homoepitaxia lograda en la manera descrita anteriormente, regímenes de crecimiento del orden de 1 µp?/hora se pueden obtener a temperaturas tan bajas como de 500se por el depósito en conjunto del bario y el titanio o el estroncio y el titanio, con regímenes de llegada del oxígeno equivalentes a presiones de 10~7 Torr. Las características estructurales y ópticas de las películas delgadas resultantes son suministradas en forma de tabla en la Figura 9.
El proceso de la MBE, descrito anteriormente, para la estabilización de la interfaz entre un óxido de pero-vskita y el óxido de metal alcalinotérreo, MgO, suministra una oportunidad hasta ahora no disponible, para explotar las propiedades electro-ópticas ferroeléctricas epitaxiales de película delgada en aplicaciones de guía de onda. En apoyo a esta contención, se suministra en la Figura 10 una gráfica de la dependencia de la guía de onda para la pérdida óptica en el Sr I03 de película delgada sobra una superficie de MgO. Tal película es de alta claridad óptica y puede ser comparada directamente con el desempeño del LiNbC>3 , el material más comúnmente aplicado en dispositivos de EO. Se cree que ésta es la primera demostración de tal claridad óptica del SrTI03 y el BaTi03 que crecen en forma de película delgada. La calidad de cristal que se obtiene por los métodos descritos anteriormente no resultan de las mejoras increméntales en la información conocida, sino más bien, se obtienen dirigiendo directamente los requisitos fundamentales de la minimización de la energía interfacial entre los óxidos de la perovskita y del metal alcalinotérreo. Se comprenderá que se pueden hacer numerosas modificaciones y substituciones en las modalidades antes descritas, sin apartarse del espíritu de la invención. Por ejemplo, aunque el proceso antes descrito expone la acumulación de una película relativamente gruesa de la perovskita sobre una superficie del MgO, un producto que se podría usar el cual, por ejemplo, permitiría estudiar las propiedades intrínsecas del MgO, puede incluir solamente una capa del 1O2 sobrepuesta a la superficie del MgO. Así, de acuerdo con los aspectos más amplios de la presente invención, una modalidad del proceso podría terminar en la formación de un solo plano del 1O2 (u otro óxido de un elemento del Grupo IVA) sobre la superficie del MgO (u otro óxido de metal alcalinoté- rreo) . Aún más, aunque las modalidades antes mencionadas se han descrito en relación con las perovskitas, que incluyen un plano de óxido de titanio ( ÍO2) , los principios de la presente invención se pueden aplicar a otras perovskitas y óxidos de la clase conocida como espinelas. La característica estructural distintiva de la clase de óxidos de pero- vskita o espinela con la cual esta invención se relaciona, se reconoce como un empaque estrecho de cationes grandes y oxígenos dispuestos en hojas empacadas, y entre estas hojas se colocan cationes más pequeños de valencia mayor. Por ejemplo, en cada una de las perovskitas, BaZr03 , SrZr03 y PbZr03, el zirconio metálico suministra los cationes pequeños en la estructura cristalina (y se unen con el oxígeno en un plano de la estructura para formar el Zr02) , mientras el elemento de metal, Ba, Sr ó Pb, suministra los cationes mayores. Similarmente, en el SrHf03 de la perovskita, el haf- nio metálico juega el papel de los cationes pequeños, mientras el estroncio metálico juega el papel de los cationes grandes. A lo largo de estas líneas, el plano de óxido de metal de un cristal de la perovskita que contiene el catión pequeño puede estar comprendido de una mezcla de elementos diferentes, no obstante adecuados, tal como del Grupo IVA. Por ejemplo, el BaTixZri_x03 de la perovskita puede formarse epitaxialmente sobre un substrato del MgO (u otro óxido de metal alcalinotérreo) , de acuerdo con los principios de la presente invención, en que el titanio y el zirconio se usan en la construcción de planos cristalinos de la estructura de la perovskita, que incluye los cationes pequeños. Las pero- vskitas están genéricamente en la estequiometría de AB03 , en donde A es un elemento como el Mg, Ba, Sr, Ca y Pb, todos los cuales tienen estados de valencia de +2, y B es un elemento como el Ti, Hf ó Zr, que tienen estados de valencia de Similarmente, la estructura de cristal de un óxido conocido como la espinela se conoce incluye una cara cuya estructura de rejilla, cuando se ve frontalmente, simula aquélla de la forma cristalina de un óxido del Grupo IVA (véase, por ejemplo, el modelo de bola del 1O2 ilustrado en la Figura 8b) . En otras palabras, estos óxidos de espinela están provistos con un plano de óxido constituyente en que el elemento de metal del óxido en el plano suministra un catión relativamente pequeño con respecto al tamaño del oxigeno en la forma cristalina del óxido y el metal y los átomos de oxígeno del óxido de metal se disponen en sitios ordenados a través de la superficie de óxido. Los óxidos de espinela están provistos con un segundo plano de óxido constituyente, en que el elemento de metal del óxido en este segundo plano suministra un catión relativamente grande en la forma cristalina del óxido. Las espinelas están genéricamente en la estequiometría de A2BO4, donde A es un elemento, es decir, un elemento de catión grande, que no es magnético, tal como el Mg, Ba, Sr, Ca y Pb. Estos elementos tienen todos configuraciones de electrones de la órbita externa llenos, así que no existen electrones sin pareja que den lugar a momentos magnéticos permanentes. B es un elemento, es decir un elemento de catión pequeño, que puede ser magnético, tal como el Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni y Cu. Estos últimos elementos mencionados vienen de la serie de transición o elementos de tierras aras y tienen órbitas de electrones internas sin llenar que contienen electrones sin pareja, que son responsables de momentos magnéticos permanentes. Los momentos magnéticos asociados con estos elementos "B" sufren fenómenos de orden/desorden asociados con las transformaciones de fase ferromagnética y luego exhiben propiedades magneto-ópticas. Estas propiedades se pueden tomar ventajosamente en un número de dispositivos y, en particular, se cree son muy adecuados para su empleo en Aparatos Rotatorios Faraday para aisladores ópticos y en aplicaciones de memoria magnética . Se cree que, debido a la similaridad antes discutida en las formas cristalinas de los óxidos de elementos del Grupo IVA, las perovskitas y las espinelas, una pero-vskita, una espinela o un plano de óxido constituyente de una perovskita o una espinela pueden crecer sobre una superficie provista por cualquiera de los óxidos de los elementos del Grupo IVA o un constituyente de óxido de una perovskita o espinela, de acuerdo con los principios de la presente invención. Para este fin, se usan las técnicas de la MBE para hacer crecer un plano constituyente inicial de un cristal de perovskita o espinela epitaxialmente sobre el óxido de metal, en que el elemento de metal del plano del óxido constituyente suministra un catión grande en la estructura de la perovskita o la espinela. La acumulación de capas epi-taxiales puede luego ser continuada (por ejemplo hacia la formación de la perovskita en volumen o la espinela en volumen) por el crecimiento, con las técnicas de la MBE, una segunda capa epitaxial sobre la capa inicial, en que esta segunda capa epitaxial está comprendida de un plano de óxido de metal constituyente de la perovskita o la espinela, en que este plano de óxido de metal constituyente de la segunda capa epitaxial incluye el elemento de metal que suministra

Claims (36)

  1. ¡».v 27 el catión pequeño en la estructura cristalina de la pero- vskita o la espinela. Por consiguiente, las modalidades antes descritas se intentan para fines de ilustración y no de limitación. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES 1. Un procedimiento para recubrir un cuerpo con una película epitaxial, en que este cuerpo tiene una superficie suministrada por un óxido de un metal alcalinotérreo, el procedimiento comprende las etapas de: hacer crecer, por técnicas de epitaxia de haces moleculares, un plano sencillo de un óxido de metal, que tiene un elemento de metal de un grupo de metales que consta del Ti, Zr, Hf, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni y Cu, sobre la super ficie de óxido de un metal alcalinotérreo, de manera que los átomos del metal y el oxígeno del plano sencillo se dispongan en sitios ordenados a través de esta superficie de metal alcalinotérreo.
  2. 2. El procedimiento, según se define en la reivindicación 1, en que el elemento de metal del plano sencillo de óxido de metal, suministra un catión relativamente pequeño con respecto al tamaño del oxígeno en la forma cristalina •'?- 28 del óxido de metal, y la etapa de crecimiento del plano sencillo del óxido de metal es seguido por la etapa de: hacer crecer, por técnicas de epitaxia de haces moleculares, un plano del óxido de metal constituyente de un cristal de perovskita o espinela, epitaxialmente sobre el plano sencillo de óxido de metal, en que la perovskita o la espinela tiene una forma cristalina comprendida de dos planos de óxidos de metales, y donde el óxido de metal de uno de los dos planos de óxidos de metales de la forma cristalina de la perovskita o la espinela incluye un metal el cual suministra un catión pequeño en la estructura cristalina de la perovskita o la espinela, y el óxido de metal del otro de los dos planos de óxidos de metales de la forma cristalina de la perovskita o la espinela incluye otro metal, el cual suministra un catión grande en la estructura cristalina de la perovskita o la espinela, y en que el plano del óxido de metal constituyente, que crece en esta etapa, incluye el metal el cual suministra el catión grande en la estructura cristalina de la perovskita o la espinela.
  3. 3. El procedimiento, según se define en la reivindicación 2, en que el plano del óxido de metal constituyente suministra una primera capa epitaxial y la etapa de crecimiento de la primera capa es seguida por la etapa de: hacer crecer, por las técnicas de epitaxia de haces moleculares, una segunda capa epitaxial sobre la pri- mera capa epitaxial, en que esta segunda capa epitaxial está comprendida de un plano del óxido de metal constituyente de un cristal de la perovskita o la espinela, donde el plano del óxido de metal constituyente de la segunda capa epitaxial incluye el metal que suministra el catión pequeño en la estructura cristalina de la perovskita o la espinela.
  4. 4. El procedimiento, según se define en la reivindicación 3 , en que el óxido de metal de la segunda capa epitaxial es un óxido de metal que tiene un elemento de metal del grupo que consta del Ti, Zr, Hf, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni y Cu.
  5. 5. El procedimiento, según se define en la reivindicación 3 , en que la etapa de crecimiento de la segunda capa epitaxial es seguida por la repetición, en secuencia, las etapas de: hacer crecer otro plano del óxido de metal constituyente de un cristal de la perovskita o la espinela sobre la segunda capa epitaxial, en que el metal del otro plano de óxido de metal suministra el catión grande en la estructura cristalina de la perovskita o la espinela; y luego hacer crecer un plano más del óxido de metal constituyente de un cristal de la perovskita o la espinela sobre el otro plano del óxido de metal constituyente, en que el metal del otro plano de óxido de metal suministra el ca-tión pequeño en la estructura cristalina de la perovskita o la espinela.
  6. 6. El procedimiento, según se define en la reivindicación 3, en que la etapa de crecimiento de la segunda capa epitaxial es seguido por las etapas en secuencia de: a) hacer crecer un plano epitaxial sencillo de un óxido de metal, que tiene un elemento de metal del grupo que consta del Ti, Zr, Hf, V, Cr, Mn, Fe, Có, Ni y Cu, sobre la segunda capa epitaxial; y b) hacer crecer un plano epitaxial sencillo de óxido de metal directamente sobre el plano epitaxial sencillo del óxido de metal que creció en la etapa a)m donde el plano de óxido de metal que crece en esta etapa b) es un plano del óxido de metal constituyente de un cristal de la perovskita o la espinela e incluye el metal que suministra el catión pequeño en la estructura cristalina de la perovskita o la espinela.
  7. 7. El procedimiento, según se define en la reivindicación 6, en que las etapas a) y b) se repiten, inclusivamente, hasta que ninguna deformación de la rejilla dentro de la acumulación de los planos aparece en la superficie acumulada .
  8. 8. El procedimiento, según se define en la reivindicación 6, en que se repiten las etapas a) y b) , inclusivamente, hasta que el número total de los planos de óxidos de metales constituyentes que crecen en la etapa a) es cuando menos de veinticinco.
  9. 9. El procedimiento, según se define en la reivindicación 8, en que el plano veinticinco del óxido de metal constituyente que crece en la etapa a) es seguido por las etapas de: hacer crecer, por técnicas de epitaxia de haces moleculares, capas de la perovskita o la espinela sobre la acumulación de planos que crecen, donde las capas de la pe rovskita o la espinela aumentan en una manera de capa por capa .
  10. 10. Una estructura formada por el procedimiento según la reivindicación 1.
  11. 11. La estructura, según se define en la reivindicación 1, que además comprende un substrato de un material semiconductor, el cual es subyacente al óxido de metal alca- linotérreo.
  12. 12. Una estructura formada por el procedimiento según la reivindicación 5.
  13. 13. La estructura, según se define en la reivindicación 12 , usada como un componente en un circuito electrónico integrado.
  14. 14. La estructura, según se define en la reivindicación 12, que además comprende un substrato de un material semiconductor, el cual es subyacente al óxido de metal alca-linotérreo.
  15. 15. La estructura, según se define en la reivindicación 14 , usada como un componente en un circuito electrónico integrado.
  16. 16. Una estructura para su uso en una aplicación de un semiconductor y/o de guía de ondas, la cual comprende: un cuerpo, que tiene una superficie definida por un óxido de un metal alcalinotérreo y una película que cubre epitaxialmente la superficie de óxido de metal alcalinotérreo, en que esta película incluye un plano sencillo de un óxido de metal que tiene un elemento de metal del grupo que consta del Ti, Zr, Hf, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni y Cu, de manera que los átomos de metal y de oxígeno del plano sencillo se disponen en sitios ordenados a través de la superficie del metal alcalinotérreo.
  17. 17. La estructura, según se define en la reivindicación 16, en que la película incluye una primera capa sobrepuesta epitaxialmente en el plano sencillo, donde la primera capa está comprendida de un constituyente de óxido de metal de un cristal de perovskita o espinela, donde el elemento de metal del constituyente de óxido de metal suministra el catión grande de la forma cristalina de la estructura de la perovskita o la espinela. 32 ¾?¾towafir ¦ iis&·''÷ftf '
  18. 18 . La estructura, según se define en la reivindi-¾ cación 17 , en que la película incluye una segunda capa que : t ¦ se sobrepone epitaxialmente a la primera capa, en que esta segunda capa está comprendida de otro constituyente de óxido , de metal de un cristal de la peróvskita o la espinela, donde el elemento de metal del otro constituyente de óxido de me->,' tal suministra el catión pequeño de la forma cristalina de la estructura de la peróvskita o la espinela.
  19. 19 . La estructura, según se define en la reivindicación 18 , en que la película incluye una serie de capas epitaxiales de planos de óxidos de metales constituyentes de un cristal de la peróvskita o la espinela, que se sobreponen a la segunda capa, en que estos planos de óxidos de metales del cristal de la peróvskita o la espinela, que incluyen el elemento de metal, suministra el catión pequeño alternado con los planos de óxidos de metales del cristal de la peróvskita o la espinela, que incluyen el elemento de metal que suministra el catión grande.
  20. 20 . La estructura, según se define en la reivindicación 19 , que además comprende un substrato de un material semiconductor, el cual es subyacente al óxido de metal alca- linotérreo.
  21. 21 . La estructura, según se define en la reivindicación 20 , usada como un componente en un circuito electrónico integrado.
  22. 22. La estructura, según se define en la reivindicación 16, que además comprende un substrato de un material semiconductor, el cual es subyacente al óxido de metal alca- linotérreo.
  23. 23. Un procedimiento para recubrir un cuerpo con una película epitaxial, en que este cuerpo tiene una superficie definida por un óxido de metal, provisto por cualquier óxido de un elemento del Grupo IVA o un constituyente de óxido de un cristal de la perovskita o la espinela, donde el elemento de metal del óxido de metal suministra un catión relativamente pequeño en la forma cristalina del óxido de metal y los átomos de metal y de oxigeno del óxido de metal se disponen en sitios ordenados a través de la superficie de óxido, este procedimiento comprende las etapas de: hacer crecer, por las técnicas de la epitaxia de haces moleculares, un plano de óxido de metal constituyente de un cristal de la perovskita o un cristal de la espinela, epitaxialmente sobre el plano sencillo del óxido de metal, donde el elemento de metal del plano del óxido de metal constituyente suministra un catión relativamente grande en la estructura cristalina de la perovskita o la espinela.
  24. 24. El procedimiento, según se define en la reivindicación 23, en que el plano del óxido de metal constituyente suministra una primera capa epitaxial y la etapa de crecimiento de la primera capa es seguida por la etapa de: hacer crecer, por técnicas de epitaxia de haces moleculares, una segunda capa epitaxial sobre la primera capa epitaxial, en que esta segunda capa epitaxial está comprendida de un plano de óxido de metal constituyente de un cristal de la perovskita o la espinela e incluye el metal que suministra un catión relativamente pequeño en la estructura cristalina de la perovskita o la espinela.
  25. 25. El procedimiento, según se define en la reivindicación 24, en que la etapa de hacer crecer la segunda capa epitaxial es seguida por repetir, en secuencia, las etapas de: hacer crecer otro plano de óxido de metal constituyente de un cristal de la perovskita o la espinela sobre la segunda capa epitaxial, en que el elemento de metal del otro plano de óxido de metal suministra el catión grande en la estructura cristalina de la perovskita o la espinela; y luego hacer crecer un plano más del óxido de metal constituyente de un cristal de la perovskita o la espinela sobre el otro plano de óxido de metal constituyente, donde el metal del otro plano de óxido de metal suministra el catión pequeño en la estructura de la perovskita o la espinela.
  26. 26. El procedimiento, según se define en la reivindicación 24, en que la etapa de hacer crecer la segunda capa epitaxial es seguida por las etapas, en secuencia de: a) hacer crecer un plano epitaxial sencillo de óxido de metal, que tiene un elemento de metal del grupo que consta del Ti, Zr, Hf, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni y Cu, sobre la segunda capa epitaxial; y b) hacer crecer un plano epitaxial sencillo de óxido de metal directamente sobre el plano epitaxial sencillo del óxido de metal que creció en la etapa a) , en que el plano de óxido de metal que crece en esta etapa b) es un plano de óxido de metal constituyente de un cristal de la perovskita o la espinela e incluye el metal que suministra el catión pequeño en la estructura cristalina de la perovskita o la espinela.
  27. 27. El procedimiento, según se define en la reivindicación 26, en que las etapas a) y b) se repiten, inclusivamente, hasta que ninguna deformación de la rejilla dentro de los planos acumulados aparece en la superficie acumulada.
  28. 28. El procedimiento, según se define en la reivindicación 26, en que las etapas a) y b) se repiten, inclusivamente, hasta que el número total de planos de óxidos de metales constituyentes que crecen en la etapa a). es al menos de veinticinco.
  29. 29. El procedimiento, según se define en la reivindicación 28, en que el plano veinticinco del óxido de metal constituyente, que crece en la etapa a) , es seguido por las etapas de: hacer crecer, por las técnicas de epitaxia de haces moleculares, capas de la perovskita o la espinela sobre la acumulación de planos que crecen, donde las capas de la perovskita o la espinela crecen de una manera de capa por capa.
  30. 30. Una estructura formada por el procedimiento según la reivindicación 23.
  31. 31. La estructura, según se define en la reivindicación 30, usada como un componente en un circuito magneto- óptico.
  32. 32. La estructura, según se define en la reivindicación 30, en que la superficie del cuerpo que se desea recubrir con la película epitaxial tiene un substrato subyacente de material semiconductor.
  33. 33. Una estructura para el uso en una aplicación de semiconductor y/o guía de ondas y/o magneto-óptica, la cual comprende: un cuerpo que tiene una superficie definida por un óxido de metal, provisto por un óxido de un elemento del Grupo IVA o un constituyente de óxido de un cristal de la perovskita o la espinela, donde el elemento de metal del óxido de metal suministra un catión relativamente pequeño en la forma cristalina del óxido de metal, y los átomos del metal y el oxígeno del óxido de metal se disponen en sitios ordenados a través de la superficie de óxido; y una película, que cubre epitaxialmente el plano del óxido de metal constituyente, en que esta película incluye un segundo plano de otro óxido de metal constituyente de un cristal de la perovskita o la espinela, y en que el elemento de metal del otro plano de óxido de metal constituyente suministra un catión grande en la estructura cristalina de la perovskita o la espinela.
  34. 34. La estructura, según se define en la reivindicación 33, en que la película incluye una primera capa que se sobrepone epitaxialmente al plano sencillo y una segunda capa, que se sobrepone epitaxialmente a la primera capa, en que esta segunda capa está comprendida de un constituyente de óxido de un cristal de la perovskita o la espinela, donde el elemento de metal de un constituyente de óxido de metal suministra un catión pequeño de la forma cristalina de la estructura de la perovskita o la espinela.
  35. 35. La estructura, según se define en la reivindicación 34, en que la película incluye una serie de capas epitaxiales de planos de óxidos de metales constituyentes de un cristal de la perovskita o la espinela que se sobrepone a la segunda capa, en que los planos de óxidos de metal del cristal de la perovskita o la espinela que incluyen el elemento de metal, que suministran el catión pequeño en la es- 38 , f <- ' - ¾f ? ríi i Til íiff t f irt tfi iii ' ?????? tructura cristalina, alternan con los planos de óxido de metal del cristal de la perovskita o la espinela que incluye el elemento de metal que suministra el catión grande en la estructura cristalina.
  36. 36. La estructura, según se define en la reivindicación 35, que además comprende un substrato de un material semiconductor, el cual es subyacente al cuerpo que define la superficie. En testimonio de lo cual firmamos la presente en México, D.F. 8 de Diciembre de 1994.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6045628A (en) 1996-04-30 2000-04-04 American Scientific Materials Technologies, L.P. Thin-walled monolithic metal oxide structures made from metals, and methods for manufacturing such structures
US6130182A (en) * 1997-07-25 2000-10-10 International Business Machines Corporation Dielectric catalyst structures
US6193832B1 (en) 1997-07-25 2001-02-27 International Business Machines Corporation Method of making dielectric catalyst structures
US6197267B1 (en) 1997-07-25 2001-03-06 International Business Machines Corporation Catalytic reactor
US6461562B1 (en) 1999-02-17 2002-10-08 American Scientific Materials Technologies, Lp Methods of making sintered metal oxide articles
WO2000063926A1 (fr) * 1999-04-15 2000-10-26 Fujikura Ltd. Supraconducteur a oxyde, procede de fabrication correspondant et materiau de base pour supraconducteur a oxyde
US6291319B1 (en) * 1999-12-17 2001-09-18 Motorola, Inc. Method for fabricating a semiconductor structure having a stable crystalline interface with silicon
KR100549967B1 (ko) * 2003-12-10 2006-02-08 한국전자통신연구원 초고주파 가변 소자용 강유전체 에피택셜 박막 및 이를이용한 초고주파 가변 소자
EP1850412A1 (en) * 2006-04-26 2007-10-31 Technical University of Denmark A multi-layer coating
US9023662B2 (en) 2011-05-09 2015-05-05 Board Of Regents, The University Of Texas System Efficiently injecting spin-polarized current into semiconductors by interfacing crystalline ferromagnetic oxides directly on the semiconductor material
US9550166B2 (en) 2013-11-26 2017-01-24 Ut-Battelle, Llc Strontium cobaltite oxygen sponge catalyst and methods of use

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3655429A (en) * 1969-04-16 1972-04-11 Westinghouse Electric Corp Method of forming thin insulating films particularly for piezoelectric transducers
DE3854828T2 (de) * 1987-08-24 1996-08-22 Sumitomo Electric Industries Verfahren zur Herstellung einer dünnen Schicht aus zusammengesetztem supraleitendem Oxyd
US5221367A (en) * 1988-08-03 1993-06-22 International Business Machines, Corp. Strained defect-free epitaxial mismatched heterostructures and method of fabrication
US5030613A (en) * 1988-08-15 1991-07-09 Allied-Signal Inc. Epitaxial Ba--Y--Cu--O ceramic superconductor film on perovskite structure substrate
US4996187A (en) * 1988-10-17 1991-02-26 Allied-Signal Inc. Epitaxial Ba-Y-Cu-O superconductor film
US5358925A (en) * 1990-04-18 1994-10-25 Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Silicon substrate having YSZ epitaxial barrier layer and an epitaxial superconducting layer
US5173474A (en) * 1990-04-18 1992-12-22 Xerox Corporation Silicon substrate having an epitaxial superconducting layer thereon and method of making same
US5225031A (en) * 1991-04-10 1993-07-06 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Process for depositing an oxide epitaxially onto a silicon substrate and structures prepared with the process
DE4125110C2 (de) * 1991-07-30 1999-09-09 Leybold Ag Magnetron-Zerstäubungskathode für Vakuumbeschichtungsanlagen
US5256244A (en) * 1992-02-10 1993-10-26 General Electric Company Production of diffuse reflective coatings by atomic layer epitaxy
US5270298A (en) * 1992-03-05 1993-12-14 Bell Communications Research, Inc. Cubic metal oxide thin film epitaxially grown on silicon
US5323024A (en) * 1992-10-09 1994-06-21 Adams Jeff C Relativistic semiconductor plasma wave frequency up-converter
US5323023A (en) * 1992-12-02 1994-06-21 Xerox Corporation Epitaxial magnesium oxide as a buffer layer on (111) tetrahedral semiconductors

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