Estudo de catodos de diamante dopados com boro para utilizaÃÃo em propulsores iÃnicos.

AUTOR(ES)

GonÃalves, Josà AmÃrico Neves

DATA DE PUBLICAÇÃO

2002

RESUMO

O presente trabalho està voltado ao estudo e desenvolvimento de catodos de filmes de diamante dopados com boro destinados à geraÃÃo de elÃtrons primÃrios e neutralizadores para o propulsor iÃnico (PION), ora em desenvolvimento pelo LaboratÃrio Associado de Plasmas do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Este protÃtipo està dimensionado para produzir 1 mN de empuxo, utilizando argÃnio ou xenÃnio como propelente. Tal propulsor poderà ser utilizado na descarga elÃtrica ou no controle de atitude e Ãrbita de satÃlites do programa espacial brasileiro.Os catodos foram confeccionados utilizando-se o mÃtodo de deposiÃÃo quÃmica a vapor (CVD) no crescimento dos filmes de diamante sobre substratos de silÃcio (111) e a inserÃÃo de boro na rede cristalina do diamante foi obtida por meio de uma soluÃÃo de Ãxido de boro dissolvido em metanol.O desenvolvimento dos catodos compreendeu a confecÃÃo de vÃrios filmes de diamante com diferentes nÃveis de dopagens e ativados por meio de plasma de hidrogÃnio apÃs terminado o processo de crescimento para a formaÃÃo de um momento de dipolo elÃtrico e, assim, gerar uma afinidade eletronegativa superfÃcial e, consequentemente, uma reduÃÃo na funÃÃo trabalho. Estes filmes foram caracterizados por meio das tÃcnicas de microscopia eletrÃnica de varredura (MEV), espectroscopia Raman, difraÃÃo de raios-x, fotoelÃtron espectroscopia de raios-x (XPS) e fotoespectroscopia de ultravioleta (UPS).As propriedades de emissÃo eletrÃnica foram estudadas em um dispositivo construido especificamente para esta finalidade. Foram feitas medidas de emissÃo por campo elÃtrico a temperaturas ambientes e de emissÃo termoeletrÃnica a temperaturas de 1000 K. A geraÃÃo de correntes da ordem de 15 mA/cm2 em regime de emissÃo de campo elÃtrico demonstra todo o potencial destes catodos em satÃlites de pequeno porte, como os atualmente desenvolvidos pelo INPE, onde os catodos devem gerar correntes da ordem de 30 mA.

ASSUNTO(S)

espectroscopia raman emissÃo termiÃnica crescimento de cristais boro deposiÃÃo em vapor fÃsico-quÃmica eletroquÃmica microscopia eletrÃnica diamantes filmes finos catodos difraÃÃo por raios x

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