Estudo do comportamento magnético de plasma durante o processo de implantação iônica por imersão em plasma

• Autor(a) principal: Mitma Pillaca, Elver Juan de Dios [UNESP]
• Data de Publicação: 2007
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/91826
• topic: Plasma (Gases ionizados); Campo magnético; Magnetic Field; Simulation

O estudo do efeito do campo magnético sobre o processo de implantação iônica por imersão em plasma (3IP) é de grande interesse para o tratamento de materiais. Sendo 3IP uma técnica relativamente nova e de grande relevância para diversas aplicações tecnológicas é importante que ela seja pesquisada e analisada detalhadamente. A aplicação de um campo magnético estático, transversal em relação ao campo elétrico formado durante este processo produz um sistema de campos cruzados ExB. Este sistema de campos cruzados gera um aumento significativo da densidade de plasma na vizinhança do alvo, resultando num maior corrente de implantação, e conseqüentemente um tratamento mais rápido e uma dose retida mais alta em relação ao processo 3IP convencional. Neste trabalho, analisamos mediante simulação numérica, o efeito da distribuição do campo magnético axial no processo 3IP. O campo magnético é produzido por um par de bobinas instaladas fora da câmara de vácuo cujos raios e distância de separação são variadas. Encontramos que a densidade de corrente de implantação depende essencialmente da configuração do campo magnético. Assim, com uma adequada configuração das bobinas (10,0 cm de raio e 42,0 cm de separação) obtivemos uma densidade de corrente quase uniforme de aproximadamente 1,5 mA/cm2 que é 1.5 vezes maior em relação ao caso do sistema 3IP sem campo magnético. O efeito da tensão aplicada assim como da pressão do gás sobre o plasma no processo 3IP é também investigado. O sistema 3IP com campos ExB cruzados é estudado utilizando a técnica de simulação numérica em duas dimensões. Esta simulação é realizada com o código computacional KARAT que emprega o algoritmo “particle-in-cell” (PIC) para simular o movimento de partículas carregadas no campo eletromagnético.