Abstract
Denne masteroppgaven beskriver vekst av organisk-uorganiske hybridmaterialer i form av tynne filmer ved bruk av atomlagsdeponering (ALD). Dette er et forskningsområde som er i stadig utvikling og de potensielle egenskapene til slike tynne hybridfilmer er mange som følge av de utallige kombinasjonsmulighetene for organiske og uorganiske komponenter. De uorganiske forløperne som ble benyttet i dette arbeidet var Co(thd)2 og Mn(thd)3 og de organiske var tereftalsyre (1,4-bdc) og hydrokinon (Hq). I tillegg ble vann benyttet i noen eksperimenter for sammenligning med de organiske molekylene. Selvbegrendende vekst ble påvist ved bruk av kvartskrystall mikrovekt (QCM) for alle materialsystemene utenom Co(thd)2-Hq-systemet, hvor masseendringen per deponeringssyklus ikke oppnådde metning for lengre pulsetider med Co(thd)2. De deponerte hybridfilmene ble også karakterisert med en rekke metoder. Vekstraten til filmene, bestemt med spektroskopisk ellipsometri og røntgenreflektometri (XRR), ble vist å avta for høyere deponeringstemperaturer. Materialsystemene med 1,4-bdc som organisk forløper ble grundigst undersøkt og ble deponert i temperaturintervallet 225 – 350 °C. De resulterende vekstratene befant seg i intervallene 0,94 – 0,07 og 0,90 – 0,50 Å/syklus for henholdsvis filmene deponert med Co(thd)2 og Mn(thd)3. Filmene ble undersøkt med røntgendiffraksjon (XRD) med θ-2θ-geometri og alle var amorfe, med unntak av noen få refleksjoner fra Mn(thd)3-1,4-bdc- og Co(thd)2-Hq-filmene. Den sistnevnte reagerte imidlertid med luft og ble amorf kort tid etter uttak av reaktoren. Topografien til filmene ble undersøkt med atomkraftsmikroskopi (AFM), som viste at mesteparten av filmene hadde meget små rms-ruheter (under 1 nm). Det samme viste XRR. Brytningsindeksen, som ble målt med ellipsometri, lå hovedsaklig mellom 1,60 og 1,75 for alle filmene. Tilstedeværelsen av metallsenterne og de organiske linkerne ble påvist med henholdsvis røntgenfluorescens (XRF) og FTIR-spektroskopi. Absorbansen ble også undersøkt med UV-Vis-spektroskopi. Det ble utført strøm-spenning-målinger gjennom noen av filmene og det ble observert en eksponensiell I-V-avhengighet. Ferroelektriske målinger gav verdier for dielektrisitetskonstanten på 5,289 og 1,408 for henholdsvis Co(thd)2-1,4-bdc- og Mn(thd)3-1,4-bdc-systemet.