Determinação de propriedades mecânicas de filmes de DLC (Diamond-Like carbon) por meio de estruturas formadas por delaminação espontânea

• Autor(a) principal: Álvarez, Robinson Franco
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-15062022-071251/
• topic: Delaminação espontânea; Diamond- Like Carbon (DLC); Diamond- Like Carbon (DLC); Filmes.; Films.; Mechanical properties; Propriedades mecânicas; Spontaneous delamination; Telephone Cord Buckles (TC); Telephone Cord Buckles (TC)

Inúmeras aplicações tecnológicas tais como eletrônica, ótica, transporte e outras indústrias, exigem a síntese de peças pequenas que podem ser cobertas por um filme em determinado momento de sua construção melhorando assim as características dessas peças para aplicações específicas. Nesse sentido, os filmes são usados para otimizar uma ou mais propriedades do substrato no qual é depositado, ou mesmo para dotá-lo de novas propriedades físicas ou químicas. A delaminação dos filmes a partir de seu substrato é geralmente um fenômeno indesejável nos diferentes tipos de aplicações, por exemplo, um grande número de falhas em circuitos integrados resultam, em boa parte, do comportamento mecânico do filme-substrato (delaminação, fraturas, etc.). No entanto, as propriedades mecânicas dos filmes finos são testadas por diferentes métodos convencionais que podem não ser adequados para filmes com espessura inferior a 1 m. Como exemplo, entre as diferentes técnicas experimentais desenvolvidas para estudar as propriedades mecânicas dos filmes, assim como também para estudar as características de fratura da interface filme-substrato, os testes de nanoindentação são ótimos para tais estudos, embora essas técnicas são limitadas pois não podem exceder 1030% da espessura do filme. Este trabalho propõe, Como alternativa a tais limitações, novas abordagens que usam as próprias deformações estruturais do filme por conta da delaminação para desenvolver técnicas que permitam caracterizar as propriedades mecânicas do material do qual está feito este filme assim como a interface filme-substrato o que poderia ser grande utilidade em diferentes aplicações tecnológicas relacionadas à microeletrônica, microfluídica e, em geral, dispositivos NEMS e MEMS (Nano and Micro-Electro-Mechanical-Systems). Neste trabalho se apresenta inicialmente análises feitas em deformações tipo Straight Sides (SS). Para tanto, foram feitas experiências de deposição em Polimetilmetacrilato (PMMA) litografado criando áreas cujos comprimentos são muito maiores do que sua largura mostrando condições experimentais necessárias para obtenção de estruturas do tipo SS bem formadas as quais foram estudadas através de diferentes modelos. Logo se apresentam modelos teóricos para estruturas mais complexas chamadas Telephone Cord (TC), assim, com o estudo dos dados experimentais através desses modelos, foram obtidas propriedades mecânicas dos filmes de DLC, como feito para estruturas SS.