Filme de diamante nanocristalino: efeito de confinamento e cálculo da tensão residual a partir de espectroscopia de espalhamento Raman

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

A morfologia e estrutura de filmes de diamante nano ou ultrananocristalinos, crescidos por deposição química da fase vapor (Chemical Vapor Deposition-CVD), sobre substrato de Si, são estudadas sistematicamente, variando-se a concentração de metano na mistura precursora de Ar/H2/CH4. Os filmes, analisados por microscopia eletrônica de varredura de alta resolução apresentaram uma morfologia de aglomerados de nanocristalitos, que diminuem de tamanho em função da adição de CH4 na fase gasosa. As técnicas de espectroscopia de espalhamento Raman e difração de raios-x de alta resolução foram utilizadas para caracterização estrutural do filme. A partir dos espectros Raman, a tensão induzida nos filmes de nanodiamante foi analisada pelo deslocamento do pico G, devido ao aumento da incorporação de defeitos e sp2. A tensão compressiva aumenta em função da adição de CH4, que também promove um alargamento dos picos de transpoliacetileno, contribuindo para uma amorfitizaçãoo do filme. Esse resultado está de acordo com os difratogramas de raios-x, cuja largura a meia altura do pico de diamante (111) foi utilizada, através da fórmula de Scherrer, para calcular o tamanho dos cristalitos do filme de nanodiamante, com valores entre 3.5 e 8.0 nm. O modelo de confinamento de fônons também foi testado e validado, para grãos nanométricos isolados, utilizando filmes de diamante em estágios iniciais de crescimento.

ASSUNTO(S)

cvd espectroscopia raman thin films confinamento confinement raman spectroscopy filmes finos nanodiamante cvd

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