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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.43.2001.tde-03062002-122853
Documento
Autor
Nome completo
Rogério Junqueira Prado
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2001
Orientador
Banca examinadora
Fantini, Marcia Carvalho de Abreu (Presidente)
Camargo Junior, Sergio Alvaro de Souza
Silva, Antonio Jose Roque da
Tolentino, Hélio Cesar Nogueira
Torriani, Iris Concepción Linares de
Título em português
Análise das propriedades químicas, morfológicas e estruturais de filmes finos de a-Si1-xCx:H depositados por PECVD.
Palavras-chave em português
a-Si1-xCx:H
carbeto de silicio amorfo hidrogenado
EXAFS
ligas amorfas
PECVD
Resumo em português
Nesta tese discorremos sobre crescimento e caracterização de filmes finos de carbeto de silício amorfo hidrogenado (a-Si1-xCx:H) crescidos por deposição química de vapor assistida por plasma (PECVD). Os filmes foram depositados a partir de misturas de silano, metano e hidrogênio, no regime de plasma faminto por silano. Amostras depositadas nessas condições possuem uma maior concentração de ligações Si-C, ou seja, melhor coordenação entre átomos de Si e C, com menor quantidade de ligações C-Hn e Si-H, apresentando um conteúdo de hidrogênio da ordem de 20 at.%, e baixa densidade de poros. Foram analisadas e correlacionadas diversas propriedades dos filmes depositados, explorando-se a potência de rf e a diluição da mistura gasosa em hidrogênio, de forma a melhorar a ordem química, estrutural e morfológica na fase sólida. A composição dos filmes foi determinada por retroespalhamento de Rutherford e espectrometria de recuo frontal. Enfatizou-se a análise dos diferentes tipos de ligações químicas existentes no material por espectrometria no infravermelho por transformada de Fourier, o estudo das propriedades estruturais por espectroscopia de absorção de raios X na borda K do silício, e das propriedades morfológicas analisando-se os perfis de espalhamento de raios X a baixo ângulo para diferentes ligas depositadas. Foram também realizadas medidas de dureza e de microscopia eletrônica para uma amostra estequiométrica, de forma a complementar os demais dados obtidos. Filmes estequiométricos depositados nessas condições apresentam entre 80 e 90% do total de suas ligações entre átomos de Si e C e dureza Vickers de 33 GPa. Tratamentos térmicos entre 600 ºC e 1000 ºC, realizados em atmosfera inerte de N2, mostraram que filmes stequiométricos são mais estáveis frente à absorção de oxigênio.
Título em inglês
Analysis of the chemical, morphological and structural properties of a-Si1-xCx:H thin films deposited by PECVD.
Palavras-chave em inglês
amorphous hydrogenated silicon carbide
Resumo em inglês
In this work we discuss the growth and characterization of amorphous hydrogenated silicon carbide thin films (a-Si1-xCx:H) deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). It was used a gaseous mixture of silane, methane and hydrogen, at the silane starving plasma regime. Samples grown at these conditions and with a very low silane flow have a larger concentration of Si-C bonds, that is, better coordination among Si and C atoms, with smaller amount of C-Hn and Si-H bonds, presenting a hydrogen content of about 20 at.%, and low density of pores. Material’s properties were correlated for the deposited films, exploring the rf power and hydrogen dilution of the gaseous mixture, aiming to improve the chemical, structural and morphological order in the solid phase. The composition of the films was determined by Rutherford backscattering and forward recoil spectrometry. The Fourier transform infrared spectrometry analysis studied the chemical bonding inside the material, X-ray absorption spectroscopy at the silicon K edge the structural properties in samples as-grown and after thermal annealing, and small angle X-ray scattering was used for the morphological characterization. The hardness was measured and transmission electron microscopy micrographs were taken for a stoichiometric sample, in order to complement the obtained data. Stoichiometric films presented a very high chemical order, having between 80 and 90% of their bonds formed by Si and C atoms and Vickers hardness of 33 GPa. Annealing processes between 600 ºC and 1000 ºC, performed in an inert N2 atmosphere, showed that stoichiometric films are more stable against oxygen absorption.
 
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tde.pdf (3.09 Mbytes)
Data de Publicação
2002-06-18
 
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  • Acuña, Leandro M., et al. Local atomic structure in tetragonal pure ZrO nanopowders [doi:10.1107/S0021889809054983]. Journal of Applied Crystallography [online], 2010, vol. 43, p. 227-236.
  • FABREGAS, I. O., et al. Crystal structure and local order of nanocrystalline zirconia-based solid solutions [doi:10.1154/1.2903503]. Powder Diffraction [online], 2008, vol. 23, p. 46-55.
  • FABREGAS, I. O., et al. Synchrotron X-ray powder diffraction and extended X-ray absorption fine structure spectroscopy studies on nanocrystalline ZrO 2 -CaO solid solutions [doi:10.1107/s0021889808013046]. Journal of Applied Crystallography [online], 2008, vol. 41, p. 680-689.
  • MARTINS, A., et al. X-ray absorption spectroscopy study of FePt thin films [doi:10.1063/1.2208745]. Journal of Applied Physics [online], 2006, vol. 100, p. 013905.
  • PEREYRA, I., et al. The influence of -starving plasma- regime on carbon content and bonds in a-Si[sub 1−x]C[sub x]:H thin films [doi:10.1063/1.368436]. Journal of Applied Physics [online], 1998, vol. 84, nº 5, p. 2371.
  • PEREYRA, I., et al. The influence of “starving plasma” regime on carbon content and bonds in a-Si[sub 1−x]C[sub x]H thin films [doi:10.1063/1.368436]. Journal of Applied Physics [online], 1998, vol. 84, n. 5, p. 2371.
  • PRADO, R. J., et al. Annealing effects of highly homogeneous a-Si1−xCx:H [doi:10.1016/s0022-3093(03)00526-x]. Journal of Non-Crystalline Solids [online], 2003, vol. 330, nº 1-3, p. 196-215.
  • PRADO, R. J., et al. Distribution of Pores in a-Si1−xCx:H Thin Films [doi:10.1107/s0021889897001349]. Journal of Applied Crystallography [online], 1997, vol. 30, p. 659-663.
  • PRADO, R. J., et al. Improvements on the local order of amorphous hydrogenated silicon carbide films. Journal of Non-Crystalline Solids, 2001, vol. 283, p. 1-10.
  • PRADO, R. J., et al. Structural and morphological investigation of amorphous hydrogenated silicon carbide [doi:10.1107/S0021889801007889]. Journal of Applied Crystallography [online], 2001, vol. 34, n. 4, p. 465-472.
  • PRADO, R. J., et al. Structural and morphological investigation of amorphous hydrogenated silicon carbide [doi:10.1107/s0021889801007889]. Journal of Applied Crystallography [online], 2001, vol. 34, nº 4, p. 465-472.
  • PRADO, R.J., et al. Improvements on the local order of amorphous hydrogenated silicon carbide films [doi:10.1016/S0022-3093(01)00489-6]. Journal of Non-Crystalline Solids [online], 2001, vol. 283, n. 1-3, p. 1-10.
  • SCOPEL, W. L., et al. Theoretical and experimental studies of the atomic structure of oxygen-rich amorphous silicon oxynitride films [doi:10.1103/PhysRevB.68.155332]. Physical Review. B, Condensed Matter. (Cessou 1997. Cont. 1098-0121 Physical Review. B, Condensed Matter and Materials Physics) [online], 2003, vol. 68, nº 15, p. 155332.
  • PEREYRA, I., et al. Highly ordered amorphous silicon-carbon alloys obtained by RF PECVD [doi:10.1590/s0103-97332000000300009]. Brazilian Journal of Physics [online], 2000, vol. 30, nº 3, p. 533-540.
  • PRADO, R. J., et al. Structure And Morphology Of Amorphous Hydrogen-Silicon Carbide. In SAXS99, Brookhaven, 1999. Proceedings SAXS99.BROOKHAVEN, NY, USA, 1999. Abstract.
  • ABDALA, P. M., et al. Orden atómico local de las fases tetragonal y cúbica en soluciones sólidas nanocristalinas de ZrO2 dopada. In VII Reunión Anual da Associación Argentina de Cristalografia, Bariloche, 2011. AACr 2011., 2011. Resumo.
  • FABREGAS, I. O., et al. Synchrotron XRD and EXAFS studies on nanocrystalline ZrO2-CaO solid solutions. In XXI Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr), Osaka, Japão, 2008. Acta Crystallographica.Chester, England : IUCr, 2008. Abstract.
  • FANTINI, M. C. A., et al. Annealing effects on the properties of amorphous silicon based alloys. In First International Symposium on Non-Crystalline Solids in Brazil and Fifth Brazilian Symposium on Glass and Related Materials, Foz do Iguaçu, 2001. Proceedings BSGLASS., 2001.
  • FANTINI, M. C. A., et al. Combinação de espectroscopia de absorção de raios X com espectrometria. In VII Seminário Latino-americano de Análise por Técnicas de Raios-X (SARX2000), São Pedro, SP, 2000. Anais do VII Seminário Latino-americano de Análise por Técnicas de Raios-X (SARX2000)., 2001.
  • LAMAS, D. G., et al. Crystal structure, local atomic order and metastable phases of zirconia-based nanoceramics for Solid-Oxide Fuel Cells. In XXII Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography, Madrid, 2011. Proceedings IUCr2011., 2011. Abstract.
  • LAMAS, D. G., et al. Local structure of the tetragonal phase in nanostructured zirconia-based solid solutions. In XXI Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography, Osaka, Japão, 2008. Acta Crystallographica.Chester, England : IUCr, 2008. Abstract.
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  • PEREYRA, I., et al. The carbon incorporation in PECVD a-Si1-xCx:H in the low power density regime. In 8th Brazilian Workshop on Semiconductor Physics, Águas de Lindóia, 1997. Brazilian Journal of Physics., 1997.
  • PRADO, R. J., et al. Al thermal diffusion in a-Si1-xCx : H thin film studied by XAFS. In 13th International Conference on X-Ray Absorption Fine Structure (XAFS13), Stanford, 2007. X-RAY ABSORPTION FINE STRUCTURE-XAFS13., 2007. Abstract.
  • PRADO, R. J., et al. Thin films of a-Si1-xCx:H deposited by PECVD: the r.f. power and H2 dilution role. In International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 99, Rayleigh, NC, USA, 1999. Mater. Sci. Forum., 2000.
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