InvestigaÃÃes em plasmas gerados em descarga de catodo oco plano.

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2005

RESUMO

Descargas de catodo oco (DCO) sÃo capazes de gerar plasmas densos e sÃo empregadas para o desenvolvimento de reatores a plasma em baixa pressÃo, com taxas elevadas de produÃÃo de partÃculas reativas e alta eficiÃncia de processamento de materiais. A caracterÃstica geomÃtrica de uma DCO promove oscilaÃÃes de elÃtrons de alta energia dentro do catodo, intensificando a ionizaÃÃo, o bombardeio de Ãons nas paredes internas e outros processos subseqÃentes. O objetivo do presente estudo foi investigar sobre as caracterÃsticas principais de uma descarga de catodo oco em corrente contÃnua a fim avaliar sua capacidade de gerar compostos no volume de plasma, pela reaÃÃo entre as espÃcies pulverizadas do catodo e os radicais formados na descarga. A DCO foi operada com os gases argÃnio, nitrogÃnio e oxigÃnio em pressÃes variando na faixa de (9 - 50) Pa e fluxo na faixa de (1 - 100) sccm. A tensÃo de operaÃÃo da descarga variou entre (300 - 900) V que corresponde à corrente de descarga entre (10 - 1000) mA. Uma bobina de Helmholtz foi empregada para produzir um campo magnÃtico de baixa intensidade e uniforme ao longo do eixo da descarga variando entre (0 - 10)Â10-3 T. Os efeitos destes parÃmetros, configuraÃÃes do eletrodo e materiais do catodo (Al, C, Ti), foram investigados nos modos de descarga escura e descarga luminescente a fim de melhorar a eficiÃncia de ionizaÃÃo da descarga e conseqÃentemente, produzir plasmas com alta reatividade para a formaÃÃo de determinados compostos. Os parÃmetros do plasma foram inferidos da caracterÃstica corrente-tensÃo de uma sonda cilÃndrica simples (sonda de Langmuir) posicionada entre os catodos considerando a influÃncia da distÃncia inter-catÃdica e do campo magnÃtico. Os valores obtidos para a densidade e temperatura de elÃtrons estÃo entre (1016 - 1017) m-3 e (2 - 5) eV, respectivamente. Com a tÃcnica de espectrometria de massa algumas espÃcies na fase gasosa do plasma foram monitoradas para vÃrias condiÃÃes de operaÃÃo da descarga. Esta anÃlise de massa complementada com as medidas de sonda fornece uma orientaÃÃo para otimizaÃÃo da geraÃÃo dos compostos na descarga e conseqÃentemente, para a deposiÃÃo de filmes finos destes compostos. Interesse especial foi focado na formaÃÃo de carbono (C), nitreto de alumÃnio (AlN), diÃxido de titÃnio (TiO2), Ãxido de titÃnio (TiO) e nitreto de titÃnio (TiN) na descarga.

ASSUNTO(S)

diagnÃstico de plasmas sonda de langmuir espectroscopia de massa espectrÃmetros plasmas frios catodos ocos fÃsica de plasmas descargas elÃtricas

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