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DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
Título Original (PT):
PROPRIEDADES QUÍMICAS E ÓPTICAS DE FILMES DE CARBONO AMORFO HALOGENADOS PRODUZIDOS POR DEPOSIÇÃO A VAPOR QUÍMICO ASSISTIDO POR PLASMA (PECVD) E DEPOSIÇÃO E IMPLANTAÇÃO IÔNICA POR IMERSÃO EM PLASMA (DIIIP)
Autor:
APPOLINARIO, MARCELO BORGATTO
Email:
marceloborgatto@gmail.com
Instituição:
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA JÚLIO DE MESQUITA FILHO (UNESP) - BRASIL
Unidade:
UNIDADE DE SOROCABA (---) - SOROCABA - SP
Local de Publicação:
BAURU / SOROCABA
Data de Publicação:
2013
Área:
MULTIDISCIPLINAR
Área de Concentração:
MATERIAIS
Titulação:
MESTRE(A) EM MATERIAIS
Orientador:
Dr. DURRANT, STEVEN FREDERICK
Banca Examinadora:
Dr. RIUL JUNIOR, ANTONIO
Dr. DURRANT, STEVEN FREDERICK
Dr. GELAMO, ROGERIO VALENTIM
Data de Defesa:
09/08/2013
Palavras-Chave (PT):
BROMOFÓRMIO
DIIIP
PECVD
PLASMA
Resumo Original (PT):
NESTE TRABALHO, FILMES FINOS AMORFOS DE CARBONO HIDROGENADO TAMBÉM CONTENDO BROMO FORAM PRODUZIDOS POR DUAS TÉCNICAS: DEPOSIÇÃO A VAPOR QUÍMICO ASSISTIDO POR PLASMA (PECVD) E DEPOSIÇÃO E IMPLANTAÇÃO IÔNICA POR IMERSÃO EM PLASMA (DIIIP). AS DEPOSIÇÕES FORAM FEITAS EM PLASMAS ALIMENTADOS COM DIFERENTES PROPORÇÕES DE BROMOFÓRMIO (CHBR3) E ACETILENO (C2H2), VARIANDO TAMBÉM O TEMPO DE DEPOSIÇÃO, A POTÊNCIA DE RADIOFREQUÊNCIA APLICADA E A PRESSÃO DENTRO DO REATOR. PARA MEDIÇÃO DE ESPESSURA E RUGOSIDADE, E MOLHABILIDADE, FILMES DEPOSITADOS EM SUBSTRATOS DE VIDRO FORAM ANALISADOS POR PERFILOMETRIA E GONIOMETRIA (MEDIDAS DE ÂNGULO DE CONTATO), RESPECTIVAMENTE. A ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS FILMES FORAM EXAMINADAS POR ESPECTROSCOPIA DE REFLEXÃO-ABSORÇÃO NO INFRAVERMELHO (IRRAS) E ESPECTROSCOPIA DE FOTOELÉTRONS DE RAIOS-X (XPS) EM AMOSTRAS DEPOSITADAS EM AÇO INOXIDÁVEL POLIDO. PARA OBTER ESPECTROS DE TRANSMITÂNCIA NO ULTRAVIOLETAVISÍVEL E INFRAVERMELHO-PRÓXIMO, FILMES FORAM DEPOSITADOS EM SUBSTRATOS DE QUARTZO. A PARTIR DESTES ESPECTROS E DAS ESPESSURAS DOS FILMES, PROPRIEDADES ÓPTICAS COMO O ÍNDICE DE REFRAÇÃO, COEFICIENTE DE ABSORÇÃO E GAP ÓPTICO DOS MATERIAIS FORAM CALCULADOS. TAXAS DE DEPOSIÇÃO DOS FILMES CONTENDO BROMO FORAM TIPICAMENTE NO INTERVALO DE 33 A 108 NM.MIN-1 PELO PROCESSO DE PECVD, E DE 13 A 56 NM.MIN-1 PELO PROCESSO DE DIIIP. RUGOSIDADES ENTRE 24 E 37 NM FORAM OBSERVADAS EM AMBOS OS MÉTODOS. AS MEDIDAS DE ÂNGULO DE CONTATO REVELARAM QUE OS FILMES BROMADOS SÃO HIDROFÓBICOS. ESPECTROS IRRAS REVELARAM A PRESENÇA DE GRUPOS CONTENDO BROMO EM 1430-1410 CM-1 DEVIDO À DEFORMAÇÃO ANGULAR DE GRUPOS CH2-BR E CH3- BR, E EM 1210 CM-1 TAMBÉM REFERENTE À DEFORMAÇÃO ANGULAR DE CH2-BR NOS FILMES PRODUZIDOS COM BROMOFÓRMIO NA ALIMENTAÇÃO DO REATOR. AS ANÁLISES DE XPS COMPROVARAM A INCORPORAÇÃO DE BROMO NOS FILMES EM ATÉ 43% (PORCENTAGEM ATÔMICA) PARA FILMES PRODUZIDOS EM PLASMAS EXCLUSIVAMENTE DE CHBR3 PELO PROCESSO DE PECVD. O ÍNDICE DE REFRAÇÃO DIMINUIU DE 2,38 NO FILME DE C2H2 PARA VALORES EM TORNO DE 1,5 NOS FILMES PRODUZIDOS POR PECVD, E EM TORNO DE 1,8 PARA OS FILMES PRODUZIDOS POR DIIIP. O GAP ÓPTICO, CALCULADO POR DOIS MÉTODOS DIFERENTES, APRESENTOU VALORES ENTRE 1,6 E 1,8 EV NOS FILMES DE C2H2 PRODUZIDOS POR AMBAS AS TÉCNICAS. OS FILMES BROMADOS APRESENTARAM GAP ÓPTICO ENTRE 1,8 E 2,2 EV QUANDO PRODUZIDOS POR PECVD, JÁ POR DIIIP FICARAM SEMPRE PRÓXIMOS DE 1,3 EV.
Título (EN):
CHEMICAL AND OPTICAL PROPERTIES OF HALOGENATED AMORPHOUS CARBON FILMS MADE BY PLASMA ENHANCED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION (PECVD) AND PLASMA IMMERSION ION IMPLANTATION AND DEPOSITION (PIIID)
Palavras-Chave (EN):
BROMOFORM
PECVD
PIIID
PLASMA
Resumo Original (EN):
IN THIS WORK, AMORPHOUS HYDROGENATED CARBON THIN FILMS ALSO CONTAINING BROMINE WERE PRODUCED BY TWO TECHNIQUES: PLASMA ENHANCED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION (PECVD) AND PLASMA IMMERSION ION IMPLANTATION AND DEPOSITION (PIIID). DEPOSITIONS WERE REALIZED IN PLASMAS FED WITH DIFFERENT PROPORTIONS OF BROMOFORM (CHBR3) AND ACETYLENE (C2H2), THE PARAMETERS DEPOSITION TIME, APPLIED RADIO FREQUENCY POWER, AND REACTOR PRESSURE WERE ALSO VARIED. THE FILM THICKNESS AND ROUGHNESS, AND WETTABILITY WERE MEASURED, FOR FILMS DEPOSITED ONTO GLASS SUBSTRATES USING PERFILOMETRY AND GONIOMETRY (CONTACT-ANGLE MEASUREMENTS), RESPECTIVELY. INFRARED REFLECTION-ABSORPTION SPECTROSCOPY (IRRAS) AND X-RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY (XPS) WERE EMPLOYED TO STUDY THE CHEMICAL STRUCTURE AND COMPOSITION OF FILMS DEPOSITED ONTO POLISHED STAINLESS-STEEL SUBSTRATES. TRANSMISSION ULTRAVIOLET-VISIBLE-NEAR INFRARED SPECTROSCOPY (UVS) WAS USED TO CHARACTERIZE FILMS DEPOSITED ONTO QUARTZ SUBSTRATES. FROM THE UVS SPECTRA AND FILM THICKNESSES, OPTICAL PROPERTIES SUCH AS REFRACTIVE INDEX, ABSORPTION COEFFICIENT AND OPTICAL GAP WERE CALCULATED. BROMINE-CONTAINING FILM DEPOSITION RATES RANGED FROM 33 TO 108 NM.MIN-1 FOR PECVD, AND FROM 13 TO 56 NM.MIN-1 FOR PIIID. ROUGHNESSES OF BETWEEN 24 E 37 NM WERE OBSERVED FOR BOTH TECHNIQUES. CONTACT ANGLE MEASUREMENTS REVEALED THAT BROMINATED FILMS ARE HYDROFOBIC. CHARACTERISTIC ABSORPTIONS OWING TO THE PRESENCE IN THE FILMS OF BROMINE-CONTAINING GROUPS AT 1430-1410 CM-1 DUE TO ASYMMETRIC BENDING OF CH2-BR E CH3-BR GROUPS, AND AT 1210 CM-1 ALSO DUE TO ASYMMETRIC BENDING OF CH2-BR WERE OBSERVED IN IRRAS SPECTRA OF THE BROMINATED FILMS. AS CONFIRMED BY XPS ANALYSES, BROMINE WAS INCORPORATED AT UP TO 43%AT IN FILMS DEPOSITED IN CHBR3 PLASMAS. THE REFRACTIVE INDEX DECREASED FROM 2.38 FOR PLASMA-POLYMERIZED C2H2 FILM TO 1.5 FOR FILMS PRODUCED BY PECVD, AND TO 1.8 FOR FILMS PRODUCED BY PIIID. THE OPTICAL GAP, CALCULATED BY TWO DIFFERENT TECHNIQUES, REVEALED VALUES BETWEEN 1.6 AND 1.8 EV FOR THE PLASMA-POLYMERIZED C2H2 FILM FOR BOTH TECHNIQUES. BROMINATED FILMS REVEALED OPTICAL GAP BETWEEN 1.8 AND 2.2 EV WHEN PRODUCED BY PECVD AND ALWAYS NEAR 1.3 EV WHEN PRODUCED BY PIIID.
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Criado:
04/09/2013 ÀS 11:16:10
Atualizado:
04/09/2013 ÀS 11:16:10
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