Estudo da influência da taxa de deposição de filmes ultrafinos de cu2o visando aplicação como absorvedores de micro-ondas (8,2 a 12,4 ghz)

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Data
2014-11-27
Autores
Costa, Daniel de Souza [UNIFESP]
Orientadores
Rezende, Mirabel Cerqueira Rezende [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Resumo
The present work shows the study of the deposition rate influence of Cu2O ultrathin films on a polymeric substrate of poly(ethylene terephthalate), by using magnetron sputtering technique and a metallic copper target. Films with thicknesses between 10 and 100 nm were obtained varying the deposition rates in 0.23, 0.38, 0.83 and 1.5 nm/s. Microstructural, morphological, electrical conductivity and microwave attenuation characteristics of the films were evaluated. The electromagnetic properties were studied by measuring the S parameters in a rectangular waveguide in the X-band. The electrical properties were measured using the four probes technique. The results show the increase of both electrical conductivity and electromagnetic radiation attenuation with the deposition rate increasing. Films with 50-90 nm thick obtained with higher deposition rate present the best values of attenuation the electromagnetic radiation, coming close to the limit predict in the literature (50%). The results of the small angle X-ray diffraction show that the films obtained from the evaporation of metallic copper target are formed by copper oxide (Cu2O) and that the increasing the deposition rate decreases the structural order of the films. The results of atomic force microscopy and scanning electron microscopy with field effect show that the growth mechanism of ultrathin films is of type ?layer plus island". The comparison of the microwave attenuation experimental values with those calculated based on equivalent electrical circuit shows good agreement, validating the microwave attenuation results presented in this work. It is also observed that the electrical conductivity presents a direct influence on microwave attenuation behavior of the studied films.
O presente trabalho mostra o estudo da influência da taxa de deposição nas características de filmes ultrafinos de Cu2O depositados em um substrato polimérico de poli(tereftalato de etileno), pelo uso da técnica de magnetron sputtering e de um alvo de cobre metálico. Foram obtidos filmes com espessuras entre 10 e 100 nm, variando a taxa de deposição em 0,23; 0,38; 0,83 e 1,5 nm/s. Os filmes obtidos foram analisados quanto às suas características morfológicas, microestruturais, de condutividade elétrica e de atenuação de micro-ondas. As propriedades eletromagnéticas foram avaliadas por meio do estudo dos parâmetros de espalhamento S, obtidos em guia de onda retangular na banda X. As propriedades elétricas foram obtidas via técnica de quatro pontas. Os resultados mostram o incremento da condutividade elétrica e da atenuação da radiação eletromagnética com o aumento da taxa de deposição. Os filmes com 50 a 90 nm de espessura, obtidos com a maior taxa de deposição, apresentam os melhores valores de atenuação da radiação eletromagnética, chegando próximos ao limite previsto na literatura, que é de 50%. Os resultados de difração de raios X a baixo ângulo mostram que os filmes obtidos a partir da evaporação do alvo de cobre metálico são formados pela deposição de óxido de cobre (Cu2O) e que o aumento da taxa de deposição diminui o ordenamento estrutural dos filmes. Os resultados de microscopia de força atômica e de microscopia eletrônica de varredura com efeito de campo evidenciam que o mecanismo de crescimento dos filmes ultrafinos é do tipo ?camada mais ilha?. A comparação dos valores de atenuação de micro-ondas obtidos experimentalmente para os filmes ultrafinos, com valores calculados por meio de um circuito elétrico equivalente, mostra boa concordância, validando os resultados de atenuação de micro-ondas apresentados neste estudo. Observa-se, também, que a condutividade elétrica apresenta influência direta no comportamento de atenuação de micro-ondas dos filmes estudados.
Descrição
Citação
COSTA, Daniel de Souza. Estudo da influência da taxa de deposição de filmes ultrafinos de cu2o visando aplicação como absorvedores de micro-ondas (8,2 a 12,4 ghz). 2014. 96 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Ciência e Tecnologia, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São José dos Campos, 2014.