Efeito da corrosÃo por plasma nas propriedades eletro-emissivas de filmes de carbono tipo diamante nitrogenados.

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

O objetivo deste trabalho à estudar a emissÃo eletrÃnica induzida por efeito de campo elÃtrico em filmes de carbono tipo diamante nitrogenados. Os filmes de carbono tipo diamante nitrogenados (NDLC) utilizados neste trabalho foram obtidos atravÃs da tÃcnica de deposiÃÃo por pulverizaÃÃo catÃdica com campo magnÃtico (magnetron sputtering), utilizando como fonte de carbono um alvo de grafite com 99,999% de pureza. Utilizou-se na descarga elÃtrica luminosa os gases argÃnio, metano e nitrogÃnio, este Ãltimo com o intuito de dopar o filme. A vazÃo do metano foi mantida constante em 0,5 sccm enquanto as vazÃes do argÃnio e nitrogÃnio foram variadas de forma que a porcentagem de nitrogÃnio na descarga elÃtrica variasse em 4, 10, 20 e 30%, sendo que, somadas as vazÃes dos dois gases, obteve-se um total de 4,5 sccm. A pressÃo de fundo obtida foi em torno de 2,7 x 10-3 Pa (2x10-5 Torr) e a pressÃo de trabalho foi de 1 Pa (7,5 mTorr). Utilizou-se uma descarga elÃtrica contÃnua (DC), sendo que a potÃncia foi mantida constante em 150 W. O tempo de deposiÃÃo dos filmes foi de 30 minutos. Com o objetivo de se alterar a superfÃcie dos filmes e consequentemente suas emissividades eletrÃnicas, os mesmos foram submetidos a processos de corrosÃo por Ãon reativo (reactive ion etching). As misturas gasosas nesses processos foram: i) argÃnio e o oxigÃnio, e ii) argÃnio e hidrogÃnio. A potÃncia de rÃdio-freqÃÃncia utilizada em todos os processos foi de 40 W e a pressÃo de trabalho foi de 6,7 Pa (50 mTorr). Os filmes foram caracterizados antes e depois dos processos de corrosÃo, atravÃs das seguintes tÃcnicas: perfilometria, espectroscopia Raman, microscopia de forÃa atÃmica (AFM) e medidas de emissÃo eletrÃnica para serem analisadas as seguintes caracterÃsticas dos filmes: taxa de deposiÃÃo, uniformidade, taxa de corrosÃo, caracterÃsticas das ligaÃÃes quÃmicas, morfologia e emissividade de elÃtrons dos filmes, respectivamente.A medida de emissÃo eletrÃnica dos filmes foi uma das principais etapas do projeto, uma vez que se pretendia exatamente testar a influÃncia da dopagem e da corrosÃo nas caracterÃsticas elÃtricas dos filmes de NDLC. Curvas da densidade de corrente J em funÃÃo do campo elÃtrico E (J x E) foram obtidas a fim de se obter o limiar de campo elÃtrico dos filmes, alÃm da densidade de corrente referente a este valor. Para os filmes corroÃdos com oxigÃnio, maiores taxas de corrosÃo foram observadas para as amostras dopadas com 4% e 10% de nitrogÃnio no total da mistura de gases, pois, devido à maior eficiÃncia de dopagem do DLC para menores concentraÃÃes de nitrogÃnio, as ligaÃÃes entre nitrogÃnio e carbono sÃo mais fortes, sendo estas preferencialmente corroÃdas pelo oxigÃnio. TambÃm se observou uma reduÃÃo gradativa da emissividade dos filmes corroÃdos na medida em que se aumentava a concentraÃÃo do oxigÃnio na mistura oxigÃnio/argÃnio ou quando se aumentava o tempo de corrosÃo, fixando a concentraÃÃo de oxigÃnio. Isso ocorreu porque houve incorporaÃÃo de oxigÃnio na superfÃcie dos filmes, promovendo formaÃÃo de ligaÃÃes com afinidade eletropositiva, como a cetona e o Ãter [

ASSUNTO(S)

microscopia eletrÃnica carbono descargas elÃtricas corrosÃo filmes tipo diamante filmes finos plasmas (fÃsica) emissividade pulverizaÃÃo catÃdica

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