Resumen de Study of the physical properties of BiFeO3 films obtained by RF sputtering using a homemade target

Julio Cesar Leal Zayas, Ramón Álvaro Vargas Ortiz, Jorge Luis Almaral Sánchez, José Miguel Mendivil Escalante, Roberto Silva González, Karla Mariela Moya Canul, Jesús Iván Peña Flores, José M. Yañez Limón

• español

  Los materiales ferroeléctricos han atraído gran atención en las últimas décadas porque pueden utilizarse en diversos dispositivos electrónicos. El BiFeO₃ (BFO) tiene una estructura ABO₃ de tipo perovskita con propiedades antiferromagnéticas y ferroeléctricas y una banda prohibida dentro del rango de luz visible, lo que lo convierte en un candidato prometedor para su uso en sensores y celdas solares. En este estudio, películas delgadas de BiFeO3 crecieron mediante erosión catódica por radiofrecuencia utilizando un blanco casero y se sinterizaron durante diferentes tiempos para evaluar la influencia del tiempo de sinterización en sus propiedades físicas. Sus propiedades físicas se evaluaron mediante difracción de rayos X (XRD), microscopia electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia Raman. Estos resultados revelaron que todas las películas mantenían una estructura del tipo perovskita ABO₃ con fase romboédrica y una fase secundaria rica en bismuto (Bi₂O₂.₃₃). Las imágenes de microscopia de fuerza atómica (AFM) y microscopia de fuerza de respuesta piezoeléctrica (PFM) mostraron el impacto del tiempo de sinterización en la rugosidad de la superficie y reorientación de dominios ferroeléctricos. Las propiedades ópticas, como n, k y la banda prohibida de todas las muestras, se obtuvieron mediante espectroscopia de reflexióntransmisión. La fotorrespuesta bajo iluminación visible, UV y sin iluminación (oscura) se evaluó en películas de BFO depositadas sobre sustrato de vidrio-FTO.

• English

  Ferroelectric materials have attracted significant attention in recent decades because they can be used in various electronic devices. BiFeO₃ (BFO) has a perovskite-type ABO₃ structure with antiferromagnetic and ferroelectric properties and a band gap within the visible light range, making it a promising candidate for use in sensors and solar cells. In this study, BiFeO₃ thin films were grown by radio frequency (RF) sputtering using a homemade target and sintered at different times to evaluate the influence of sintering time on their physical properties. Its physical properties were evaluated using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and Raman spectroscopy. These results revealed that all films maintained a perovskite-like structure with rhombohedral and bismuth-rich secondary phases (Bi₂O₂.₃₃). Atomic force microscopy (AFM) and piezoresponse force micrography (PFM) images depicted the impact of sintering time on surface roughness and ferroelectric domain reorientation. The optical properties, such as n, k, and the band gap of all samples, were obtained using reflection-transmission spectroscopy. The photoresponse under dark, visible and UV illumination were evaluated on BFO films grown over glass-FTO substrate.