Capas delgadas y modificación superficial de materiales

Capas delgadas y modificación superficial de materiales

Author: José María Albella Martí

Consejo Superior de Investigaciones Científicas.  2018

Description:

 En los últimos años, el estudio y desarrollo de materiales en forma de capa delgada, incluyendo sus aplicaciones en el tratamiento y modificación de las propiedades de la superficie de un sólido, ha despertado un enorme interés científico y tecnológico. De hecho, este campo se ha ido extendiendo paulatinamente en las últimas décadas, con un desarrollo espectacular de nanoestructuras superficiales de variada funcionalidad, de gran impacto en nuestra sociedad. En este volumen, se hace una exposición de las nuevas herramientas de síntesis de capas delgadas y de modificación de las primeras capas atómicas de la superficie de materiales, incluyendo las diferentes y variadas técnicas de caracterización de su estructura, así como las aplicaciones en diversos sectores tecnológicos: Fotónica y optoelectrónica, almacenamiento de datos, protección metalúrgica en ambientes extremos, biomateriales, captación de energía solar fotovoltaica o térmica, etc.

El texto describe con detalle conceptos muy variados, a veces complejos, de reciente aparición en la literatura científica, utilizando un lenguaje sencillo y accesible, pero con todo el rigor necesario. Está dirigido principalmente a estudiantes de máster o doctorado en facultades y escuelas de ingeniería, así como a profesionales y técnicos de la industria interesados en adquirir una formación sólida en diferentes conceptos físico-químicos, básicos y aplicados, relacionados con la funcionalización de superficies y la preparación de capas delgadas.

Los autores, investigadores del CSIC con amplia experiencia en cada uno de los temas tratados, han trabajado coordinadamente para ofrecer un texto unificado en cuanto a presentación y nivel de contenidos, evitando repeticiones innecesarias muy frecuentes en este tipo de textos y, al mismo tiempo, con numerosas referencias cruzadas entre capítulos que permite ampliar el campo de visión del lector en cada tema.

  • Introducción: tratamientos de superficie y capas delgadas
  • Tecnología de vacío
  • Descargas eléctricas en gases: plasmas
  • Mecanismos de nucleación y crecimiento de capas delgadas
  • Técnicas de evaporación
  • Deposición mediante pulverización catódica
    depósito y modificación de capas mediante haces de iones
  • Epitaxia por haces moleculares
  • Depósito por láser pulsado (pld)
  • Preparación de recubrimientos mediante deposición química en fase vapor (cvd)
  • Técnicas de cvd asistidas por plasma (pecvd) y láser
  • Tratamientos superficiales en fase líquida y gas
  • Preparación de recubrimientos por sol-gel
  • Caracterización morfológica de superficies y capas delgadas
  • Propiedades ópticas
  • Técnicas de difracción de rayos x
  • Espectroscopías de electrones: XPS y AES
  • Análisis con haces de iones: RBS, ERDA, PIXE, NRA y SIMS
  • Microscopias de campo cercano: STM y AFM
  • Técnicas de caracterización con radiación sincrotrón
  • Técnicas de microscopía electrónica (SEM, TEM)
  • Caracterización mecánica y tribológica de recubrimientos
  • Aplicaciones mecánicas y tribológicas de los recubrimientos
  • Aplicaciones químicas: tratamientos superficiales para protección frente a la corrosión
  • Aplicaciones de láminas delgadas en micro- y opto-electrónica
  • Aplicaciones ópticas de láminas delgadas
  • Propiedades y aplicaciones de las nanoestructuras magnéticas
Nanotechnology for Microelectronics and Photonics

Nanotechnology for Microelectronics and Photonics

Prof. José M. Albella, Senior Scientist
jmalbella@icmm.csic.es
Institute of Materials Science (ICMM-CSIC)
Madrid (Spain)

The second edition of the book of Prof’s R. Martín-Palma and J.M. Martínez-Duart occupies a prominent position in the rather scarce bibliography of academic texts devoted to the description of the non-ending list of novel low-dimensional semiconductor structures.  This edition contains new sections to keep up with the latest developments in this rapidly evolving field, including new topics, such as quantization of plasma oscillations (i.e. plasmonics, spintronic, photonic crystals, and several nanostructured materials such as graphene, silicene, carbon nanotubes and sensors).  Though these materials are well consolidated in the current technology, there are few textbooks that make a detailed reference to them.

As illustrated in the book, when the dimensions of solids are reduced to the size of the characteristic lengths of electrons in the material (De Broglie wavelength, coherence length, localization length, etc.), new physical properties, owing to quantum effects, become apparent.  These properties give rise to a long chain of technological devices and inventions that outperform the existing ones.   The advantages of these new materials and devices are well recognised:  depending on their application they are generally smaller in size, with higher speed response, high frequency of operation and lower dissipation power and cost.

Understanding all these effects require a strong basis of semiconductor physics, among them the dynamics of electrons in their energy bands, electron diffusion and transport, excitation, resonant processes, etc., all these phenomena under the umbrella of quantum physics.  The long experience of the authors in teaching university courses has led them to make easy what is conceptually complex in a comprehensive manner, giving in every chapter an introductory view of the main concepts, emphasizing the implications of the novel structures in the technology. Moreover, due to the large variety of phenomena and structures, they make a continuous cross reference in the text to other chapters to facilitate reading.

The book is mainly addressed to final-year undergraduates as well as beginners graduate students in physics, materials science and engineering (electrical, materials, etc.).  Alternatively, the book can also be very helpful to scientists and professors as a consulting treaty on the fundamental aspects of nanoscience and nanotechnology.   Actually, most of the chapters include a box for colloquial comments on other marginal concepts, such as the device fabrication techniques (vacuum, plasmas, film deposition, etc.), and more particularly on the main milestones (theories and experiments) that have led to the wide variety of electronic and photonic devices described in the book.  Most notably, this new edition includes a large number of problems of which more than a half are accompanied by their full solutions, while in others hints are provided.

Gas-Phase Synthesis of Nanoparticles

Gas-Phase Synthesis of Nanoparticles

Author:  Yves Huttel
Wiley. June, 2017

Description:
The first overview of this topic begins with some historical aspects and a survey of the principles of the gas aggregation method. The second part covers modifications of this method resulting in different specialized techniques…