Propiedades eléctricas de nano-multicapas de Cr/CrN producidas por la técnica de sputtering con magnétrón desbalanceado / Electrical properties of Cr/CrN nano-multilayers produced by the unbalanced magnetron sputtering technique

Películas de nitruro de cromo (CrN) se han aplicado como recubrimientos protectores contra el desgaste y la corrosión debido a sus excelentes propiedades mecánicas y alta resistencia a la corrosión, y en el campo electrónico debido a su baja resistividad. Sin embargo, se ha encontrado que las multicapas que combinan películas metal/cerámico podrían mejorar las propiedades en comparación a sus contrapartes en monocapa debido al aumento e interacción entre interfaces. En este trabajo se produjeron nano-multicapas de Cr/CrN a través de la técnica de sputtering con magnetrón desbalanceado con tres grados de desbalanceo diferentes para estudiar la influencia de este parámetro en las propiedades eléctricas. Se crecieron multicapas con un espesor total de aproximadamente 1 μm y un período de bicapa (Λ) de 200 nm, 100 nm y 20 nm. Las multicapas se produjeron a temperatura ambiente sobre acero H13 y silicio (100) y se estudió su microestructura y las propiedades eléctricas en función del campo magnético. La formación de fases se caracterizó a través de Difracción de Rayos X y los resultados muestran las orientaciones (111) y (200) para todas las multicapas. Se obtuvieron imágenes de la sección transversal a través de Microscopía Electrónica de Barrido y los resultados muestran la formación de una estructura en multicapas./ Abstract. Chromium nitride (CrN) films have been applied to several steels as protective coatings against wear and corrosion due to their excellent mechanical properties and corrosion resistance, and in the electronic field these films are commonly used due to their low electrical resistivity. However, it has been found that multilayers combining metal/ceramic films could enhance mechanical and electrical properties compared with their monolayer counterparts, due to the higher amount and interaction between interfaces. In this work, Cr/CrN nano-multilayers have been produced through the unbalanced magnetron sputtering technique with three different degrees of unbalance, in order to study the influence of this parameter on electrical properties. Cr/CrN multilayers with approximately 1 μm of total thickness and a bilayer period (Λ) of 200 nm, 100 nm, and 20 nm were produced at room temperature on H13 steel and silicon (100); and their microstructure and electrical properties as a function of the magnetic field were evaluated. The phase formation was characterized through x-ray diffraction, and results presented (111) and (200) preferred orientations for all the multilayers. Cross section images were obtained through scanning electron microscopy and a multilayer structure can be clearly seen