Propriedades químicas e ópticas de filmes de carbono amorfo halogenados produzidos por deposição a vapor químico assistido por plasma (PECVD) e deposição e implantação iônica por imersão em plasma (DIIIP)

Abstract

Neste trabalho, filmes finos amorfos de carbono hidrogenado também contendo bromo foram produzidos por duas técnicas: Deposição e Implantação iônica por Imersão em Plasma (DIII). As deposições foram feitas em plasmas alimentados com diferentes proporções de bromofórmico (CHBr3) e acetileno (C2H2), variando também o tempo de deposição, a potência de radiofrequencia aplicada e a pressão dentro do reator. Para medição de espessura e rugosidade, e molhabilidade, filmes depositados em substratos de vidro foram analisados por perfilometria e geniometria (medidas de ângulo de contato), respectivamente. A estrutura e composição química dos filmes foram examinadas por Espectroscopia de Reflexão-Absorção no Infravermelho (IRRAS) e Espectroscopia de Raios X (XPS) em amostras depositadas em aço inoxidável polido. Para obter espectros de trasmitância no Ultravioleta-visível e infravermelho-próximo, filmes foram depositados em substratos de quartzo. A partir destes espectros e das espessuras dos filmes, propriedades ópticas como o índice de refração, coeficiente de absorção e gap óptico dos materiais foram calculados. Taxas de deposição dos filmes contendo bromo foram tipicamente no itervalo de 33 a 108 nm.min-1 pelo processo de PECVD, e de 13 a 56 nm.min-1 pelo processo de DIIIP. Rugosidades entre 24 e 37 nm foram observadas em ambos os métodos. As medidas de ângulo de contato revelaram que os filmes bromados são hidrofólicos. Espectros IRRAS revelaram a presença de grupos contendo bromo em 1430-1410 com-1 devido à deformação angular de grupos CH2-Br e CH3-BR, e em 1210 cm-1 também referente à deformação angular de CH2-Br nos filmes produzidos com bromofórmio na alimentação do reator. As análises de XPS comprovaram a incorporação de bromo nos filmes em até...

In this work, amorphous hydrogenated carbon this films also containing were produced by two techiniques: Plasma Enhanceb Chemical Vapor Deposition (PECVD) and Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition(PIIID). Deposition were realized in plasmas fed with different proportions of bromoform (CHBr3) and acetylene (C2H2), the parameters deposition time, applied radio frequency power, and reactor pressure were also varied. The film thickness and thickness and roughness, and wettability were measured, for films deposited onto glass substrates using perfilometry and goniometry (contact-angle measurements), respectvely. infrared Reflections-Absorption Spectroscopy (IRRAS) and X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) were employed to study the chemical structure and composition of films deposited onto polished stainless-steel substrates. Transmission ultraviolet-visible-near infrared spectroscopy (UVS) was used to characterized films deposited onto quartz substrates. From the UVS spectra and film thicknesses, optical properties such as refractive index, absorption coefficient and optical gap were calculated. Bromine-containing film deposition rates ranged from 33 to nm.min-1 for PECVD, and from 13 to nm.min-1 for PIIID. Roughnesses of between 24 e 37 nm were observed for both techniques. Contact angle measurement revealed that brominated films are hydrofobic. Characteritic absorptions owing to the presence in the films of bromine-containing groups at 1430-1410 cm-1 due to asymmetric bending of CH2-Br e CH3-Br groups, and at 1210 cm-1 also due to asymmetric bending of CH2-Br were observed in IRRAS spectra of the brominated films. As confirmed by XPS analyses, bromine was incorporated at up to 43% at in films deposited in CHBr3 plasmas. The refractive index decreased from 2.38 for plasma-polymerized C2H2 film... (Complete abstract click electronic access below)