Implantação iônica por imersão em plasma e deposição de filmes finos poliméricos provenientes da mistura hexametildisilazano/argônio

Abstract

Thin polymeric films deposited by plasma are very atractive for many industrial and scientific applications, in areas such as electronics, mechanics, coatings, biomaterials, among others, due to its favorable properties such as good adhesion to the substrate, high crosslinking, nanomectric thickness, homogeneity, etc. In this work, thin films were deposited by plasma immersion ion implantation and deposition technique from a hexamethyldisilazane/argon mixture at different proportions. These films were subjected to several characterizations, such as, contact angle, which presented values near to 100 degrees, surface energy, with values near to 31 mJ/m2, hardness with values between 0.7 and 2.6 GPa, thickness from 100 to 200 nm, refractive index from 1.56 to 1.64, molecular structure presenting the following functional groups in the infrared spectra region: CHx from 2960 to 2900 cm-1; Si-H around 2130 cm-1; CH3 in Si-(CH3)x around 1410 cm-1; CH3 in Si-(CH3)x in 1260 cm-1; N-H around 1180 cm-1; CH2 in Si-CH2-Si bonds around 1025 cm-1; Si-O in Si-O-Si from 1020 to 1100 cm-1; Si-N in Si-H-Si bonds around 940 cm-1; CH3 in Si-(CH3)3 in 850 cm-1; Si-C bonds in Si-(CH3)2 around 800 cm-1; and Si-H in 680 cm-1 . From these characterizations, it was possible to conclude that the concentration of argon or hexamethyldisilazane in the mixture changed the resulting polymer

Filmes finos poliméricos depositados a plasma são de grande utilidade em diversas aplicações industriais e científicas, em áreas como eletrônica, mecânica, revestimentos, biomateriais, entre outras, devido a propriedades interessantes como: boa adesão ao substrato, estrutura entrelaçada, espessura nanométrica, homogeneidade, entre outros. Neste trabalho, filmes finos poliméricos foram depositados utilizando-se a técnica de implantação iônica por imersão em plasma e deposição a partir da mistura hexametildisilazano/argônio variando-se a proporção entre ambos em função das pressões parciais. Estes filmes foram submetidos a caracterizações de ângulo de contato e energia de superfície, apresentando valores próximos a 100 graus para um e 31 mJ/m2 para outro, dureza, com valores entre 0,7 e 2,6 GPa, espessuras indo de, aproximadamente 100 a 200 nm, índices de refração de 1,56 a 1,64 e sua estrutura molecular, apresentando os seguintes grupos em seu espectro na região do infravermelho: CHx entre 2960 e 2900 cm-1; Si-H por volta de 2130 cm-1; CH3 em Si-(CH3)x por volta de 1410 cm-1; CH3 em Si-(CH3)x em 1260 cm-1; N-H por volta de 1180 cm-1; CH2 em ligações Si-CH2-Si por volta de 1025 cm-1; Si-O em Si-O-Si no intervalo 1020-1100 cm-1; Si-N em ligações Si-H-Si por volta de 940 cm-1; CH3 em Si-(CH3)3 em 850 cm-1; ligações Si-C em Si-(CH3)2 por volta de 800 cm-1; e Si-H em 680 cm-1. A partir destas caracterizações, foi possível observar que a concentração dos elementos constituintes do meio plasma interfere diretamente nos filmes resultantes