Nanoscale electronic inhomogeneity in ZrNx thin films growth by reactive sputtering at room temperature

Autores
Haberkorn, Nestor Fabian; Basbus, Juan Felipe; Suarez, Sergio Gabriel; Sirena, Martin
Año de publicación
2022
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
We report on the structural and electrical properties of nanocrystalline zirconium nitride films grown by reactive sputtering on Si (100) substrates at room temperature. The samples were grown with a N2/Ar mixture varying the N2 concentration between 8 and 60% of the total atmosphere. The films are nanocrystalline with the coexistence of conducting and insulator phases. The electrical resistivity evolves from ZrN with a metallic state to an insulating rich nitrogen phase, passing through a semiconductor-like behavior as N2 in the mixture increases. A variable-range-hopping regime describes the temperature dependence of the resistivity for mixtures between 30 and 40%. Reactive mixtures of 50 and 60% of N2 give more insulator films. Beyond these macroscopic properties, the films display inhomogeneity electrical properties at the nanoscale with coexistence regions of different conductivity. The inhomogeneities reduce as nitrogen stoichiometry increases and the films become more insulators. Our results are relevant for applications including conducting electrodes and insulator barriers in tunneling devices.
Fil: Haberkorn, Nestor Fabian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina
Fil: Basbus, Juan Felipe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina
Fil: Suarez, Sergio Gabriel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina
Fil: Sirena, Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina
Materia
ELECTRICAL CONDUCTIVITY
MICROSTRUCTURE
SPUTTERING
THIN FILMS
ZIRCONIUM NITRIDE
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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