Estudo do efeito da espessura e da temperatura de recozimento nas propriedades ópticas e morfológicas de filmes finos de nitreto de silício

• Autor(a) principal: Kreling, Afonso
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: http://app.uff.br/riuff/handle/1/26879
• topic: Elipsometria espectral; Nitreto de silício; Magnetron sputtering; Vidros planos; Vidro; Onda eletromagnética; Elipsometria; Engenharia Metalúrgica; Produção intelectual; Spectroscopic ellipsometry; Silicon nitride; Magnetron sputtering; Flat glass

A utilização de vidros com alto desempenho energético apresenta-se de forma marcante na arquitetura moderna, não apenas em função de suas qualidades estéticas, mas principalmente devido a sua capacidade de reduzir o aporte de energia solar aos ambientes. Esses produtos são normalmente constituídos de uma lâmina de vidro plano revestido por uma ou mais camadas com espessuras nanométricas, constituídas em sua maioria por materiais metálicos e cerâmicos. As propriedades físicas e químicas associadas a cada camada afetam consideravelmente a performance do produto final, sendo de grande interesse por parte da indústria o estudo na busca de camadas com propriedades otimizadas, como uma melhor uniformidade de espessura, isotropia de composição e baixa rugosidade nas interfaces. O presente trabalho tem por objetivo estudar o efeito da espessura e da temperatura de tratamento térmico nas propriedades ópticas, mecânicas e cristalográficas de filmes finos de nitreto de Silício (SiNx) depositados sobre substratos de vidro do tipo soda-cálcio. As camadas foram depositadas através de técnica de magnetron sputtering reativo, onde os parâmetros de deposição foram mantidos constantes, sendo apenas a velocidade das amostras sob o plasma variada a fim de se obter filmes finos com espessuras entre 50 e 250 nm, posteriormente submetidas a tratamentos térmicos a temperaturas entre 400 e 700 °C. A espessura, rugosidade superficial e propriedades ópticas dos revestimentos foram avaliadas através da técnica de elipsometria espectral com múltiplos ângulos de incidência a ampla faixa espectral. A técnica de Microscopia Confocal foi empregada para a inspeção superficial das amostras, assim como a técnica de Difração de Raios X para a avaliação da estrutura cristalina dos filmes finos produzidos. Testes instrumentados de dureza foram ainda empregados para a avaliação da dureza e módulo de elasticidade das amostras. Como principais resultados são apresentados o comportamento linear de queda do índice de refração em função de temperatura de tratamento térmico e a formação de defeitos na superfície dos revestimentos quando tratados a temperaturas mais elevadas, além dos comportamentos da estrutura cristalina e propriedades mecânicas em função da temperatura e espessura dos revestimentos.