Filmes finos de carbono amorfo hidrogenado depositados por plasma DC pulsado melhorado por confinamento eletrostático : teoria e prática
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Data
2014-06-24Orientador
Figueroa, Carlos Alejandro
Costa, Marcelo Eduardo Huguenin Maia da
Metadata
Mostrar registro completoResumo
Neste trabalho, filmes finos de carbono amorfo hidrogenado (a-C:H) foram
depositados usando uma técnica simples, de baixo custo e eficiente de deposição em fase
vapor assistida por plasma DC pulsado melhorada por confinamento eletrostático através de
uma geometria de cátodo oco segmentado. Foram utilizados metano e acetileno como
precursores gasosos. A microestrutura e a espessura dos filmes depositados foram estudados
por Microscopia Eletrônico de Varredura (MEV). A composição química foi caracterizada
por Espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDX, Energy Dispersive X-ray
spectroscopy) e ERDA. A estrutura dos filmes foi investigada por Espectroscopia Raman. As
propriedades mecânicas foram estudas por nanoindentação. Os filmes finos de carbono
amorfo hidrogenado obtidos a 600V e 800V são homogêneos em termos de conteúdo de
carbono e hidrogênio. Segundo a Espectroscopia Raman, a dureza do filme fino evolui de
maneira linear com ambos a posição do pico G e a razão ID/IG e pode vir a estar associado à
diminuição do tamanho de agregados grafíticos na matriz de a-C:H. Além disso, a dureza
depende com as condições de trabalho como a tensão e a pressão total de trabalho. A amostra
com maior dureza (14,38 GPa ± 1,44GPa) foi obtida em uma tensão de 800V e uma pressão
de 15Pa. Não há mudança significativa da dureza quando a proporção de metano for variada.
O uso de acetileno rendeu filmes finos com durezas menores àquelas obtidas com metano. Por
fim, um modelo físico de espalhamento é proposto para avaliar a energia média de chegada
dos íons carbonetos no filme fino de a-C:H como uma função dos parâmetros de processo
como pressão e tensão. Esse modelo permite estabelecer uma relação entre a energia média
dos íons carbonetos e a dureza dos filmes finos, e fornece uma ferramenta simples e eficaz
para estimar a dureza final dos filmes finos de carbono amorfo hidrogenado, em particular os
com propriedades de DLC, como uma função dos parâmetros de processo.