Efecto del voltaje Bias D.C. en las propiedades electroquímicas de películas delgadas de AlN obtenidas por medio de la técnica magnetrón sputtering R.F

Abstract

Se depositaron películas delgadas de nitruro de aluminio, AlN, por el método de magnetrón sputtering r.f. reactivo usando un blanco de aluminio (99.9 %), sobre sustratos de silicio [100] y acero Rus-3, para investigar la influencia del voltaje de polarización bias d.c. sobre las películas obtenidas. Los análisis de EDS mostraron que las diferentes películas presentaron composiciones de Al y N entre 89% y 85% y 10% y 14%, respectivamente. Por medio de análisis de FTIR, se encontró la presencia de modos activos alrededor de 680 cm-1 asociados a la fase wurtzita del AlN, y alrededor de 600, 950 y 980 cm-1 asociados a estructuras amorfas de Al-N y óxidos en las películas. Las propiedades electroquímicas de los recubrimientos crecidos a diferentes voltajes bias fueron comparadas con el sustrato de acero RUS-3, mediante la espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) y con curvas de polarización Tafel. La velocidad de corrosión de las muestras depositadas a 0V y -80V (9.5 y 27.9 mpy, respectivamente) fueron menores que la del acero sin recubrir (33.1 mpy), mostrando el efecto protector de la capa de AlN depositada.

Aluminum nitride thin films were deposited onto Si [100] and Rus-3 steel substrates by reactive magnetron sputtering technique from an Al (99.9%) target, in order to study the influence of the d.c. bias polarisation voltage on the obtained films. EDS analysis showed that films presented compositions of Al and N between 89% and 85% and 10% and 14%, respectively. By means of FTIR analysis, was found the presence of active modes around 680 cm-1 associated to the AlN wurtzita phase, and around 600, 950 and 980 cm-1 associated to Al-N amorphous structures and oxides in the films. The electrochemical properties of the coatings growth at different bias voltages were compared with the RUS-3 substrate, by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and with Tafel polarization curves. The corrosion speed of the coatings growth at 0 and -80V (27.9 and 9.5 mpy, respectively) were lowers than that from the steel without coating (33.1 mpy), showing the protective effect of the AlN deposited films.