Efeitos causados pela incorporação de nitrogênio na rede estrutural e nas propriedades elétricas e mecânicas de filmes de carbono tipo-diamante.

• Autor(a) principal: Marciel Guerino
• Data de Publicação: 2003
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA
• Texto Completo: http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=2745
• topic: Carbono; Diamantes; Silício; Espectroscopia Raman; Retroespalhamento; Pulverização catódica; Dureza; Propriedades mecânicas; Ensaios de materiais; Engenharia de materiais

Este trabalho teve como finalidade a realização da dopagem do filme de carbono tipo-diamante (DLC) em sua forma hidrogenada (a-C:H) utilizando-se átomos de nitrogênio. Essa dopagem foi realizada pela técnica de pulverização catódica reativa pela adição de N2 em quatro diferentes pressões parciais: 4, 10, 20 e 30% em uma descarga elétrica de mistura metano/argônio. Pelas técnicas de caracterizações realizadas foi observada uma variação sistemática nas propriedades físico-químicas do filme de a-C:H em decorrência do aumento da pressão parcial de nitrogênio no processo de deposição do mesmo. Através da técnica de retroespalhamento de Rutherford (RBS) foi obtida a composição química dos filmes depositados. Pelos espectros fornecidos por essa técnica observou-se que quantidade de nitrogênio na composição química do filme de a-C:H aumentou até 28 at.% em decorrência do aumento da pressão parcial de nitrogênio em até 30% no processo de deposição desse filme. Foram realizadas também medidas pela técnica de espectroscopia Raman para o estudo da estrutura das ligações químicas dos filmes depositados. Os espectros Ramam obtidos mostraram a presença de duas outras bandas, além da presença das bandas D e G características do filme de DLC, uma na posição de aproximadamente 690 cm-1 e outra na posição de aproximadamente 2200 cm-1, decorrentes da incorporação de nitrogênio no filme de a-C:H. As propriedades elétricas dos filmes depositados foram obtidas mediante a obtenção de curvas corrente-tensão (I-V) e curvas capacitância-tensão (C-V). Os resultados dessas medidas elétricas foram correlacionadas com a composição química e com a estrutura das ligações químicas dos filmes depositados. Já a dureza dos filmes obtidos foi determinada pela técnica de nanoindentação. Através dos resultados obtidos por essa técnica observou-se uma diminuição da dureza do filme de a-C:H em decorrência do nitrogênio incorporado em sua composição. Ao término deste projeto de pesquisa realizou-se uma análise correlacionando as características estruturais, elétricas e mecânicas obtidas dos filmes depositados de modo a encontrar uma janela que possibilite a produção desses filmes como características adequadas para a área de microeletrônica.