Desenvolvimento e avaliação de uma fonte DC de alta tensão para utilização em sistema de deposição de filmes finos por pulverização catódica

Abstract

RESUMOO trabalho em questão está relacionado ao projeto e construção de uma fonte de alta tensão em corrente contínua utilizando materiais e dispositivos adquiridos no comércio local visando sua aplicação no processo de pulverização catódica. Essa técnica permite a deposição de filmes finos de metais, óxidos e nitretos sobre substratos sólidos. Como teste de funcionamento e aplicação da fonte DC, com a mesma instalada em canhão de pulverização em alto vácuo, filmes finos de diferentes espessuras de cobre, aço inoxidável 304 e tungstênio foram depositados e estudados. Análise de espessura, morfologia, e resistência elétrica e resistividade foram conduzidas. Filmes com resistividade elétrica dependente das espessuras foram obtidos. A fonte DC se mostrou confiável em operação e permite a deposição de uma infinidade de materiais nas mais diferentes espessuras sobre vários tipos de substratos.Palavras-chave: fonte DC de alta tensão, filmes finos, sputtering, nanotecnologia, pulverização catódica, plasmas frios. ABSTRACTThis work is related to the project and construction of a DC high voltage power supply using materials and electronic devices acquired in local stores and to be used in sputtering proposes. The technique allows the obtainment of several kinds of thin films such as metals, oxides, nitrides and others upon solid substrates. In order to perform a test, the DC power supply was installed in a high vacuum system, connecting the power supply directly in a magnetron sputtering gun. Thin films of copper, stainless steel 304 and tungsten of several thickness were deposited upon commercial glass slides. The film thickness, surface morphology, electric resistance, sheet resistance and resistivity were herein analyzed. The power supply shows a good reliability in operation and allows the deposition of several materials in various thickness and substrates.Keywords: DC high voltage power supply, thin films, sputtering, nanotechnology, cold plasmas. ____________________________________________________________________________________ INTRODUÇÃOFilmes finos são camadas formadas por determinado material, com espessura de poucos nanômetros até microns, que desempenham um papel crucial no desenvolvimento de diversos setores da indústria, tais como, microeletrônica, automotiva, aeroespacial, médica, optoeletrônica, química, embalagens e outras [1]. Em geral, são depositados ou crescidos por diversas técnicas sobre inúmeros tipos de substratos visando a obtenção de propriedades físicas ou químicas não apresentadas unicamente pelo substrato [2]. Como exemplo desta afirmação observa-se que filmes finos podem aumentar a dureza de superfícies [3], melhorar a proteção contra corrosão promovida por agentes químicos e ambientais [4], proteger contra a ação de radiação [5], diminuir o atrito de uma superfície [6], imitar o aspecto ótico de metais preciosos em bijuterias [7] filtrar comprimentos de onda específicos em dispositivos optoeletrônicos [8] ou até mesmo favorecer determinadas reações químicas em superfícies, propriedade nec...

Stainless steel surface functionalized with silver by cathodic sputtering

“…Novello () studied AISI 304 stainless steel surfaces, and found the presence of silver at 25 nm and 15 nm depth, at 200 and 70 keV implantation, respectively. Considering that the sputtering proposed by Novello () used complex techniques that cannot be used on a large scale, the method proposed in the present study using sputtering makes the process viable from the industrial point of view, once it is a suitable and recognized technique for the film deposition on large areas (Machuno et al, ).…”

“…Some risks are also observed, probably due to the mechanical cleaning process or even the steel rolling process. Concerning the silver film coated sample ( Figure 1b) a slight change in the surface is observed with the presence of agglomerates due to the nucleation process in the vapor phase, a common effect of the sputtering process (Machuno et al, 2016). A careful analysis of the surface roughness by atomic force microscopy (AFM) resulted in values of 6.6 ± 2.56 nm and 12.8 ± 5.7 nm for the control and silver film coated samples, respectively, indicating that the silver deposit contributes to a rougher surface.…”

“…The authors concluded that the stainless steel surface implanted with SiF + 3 can play an important role in the adhered cells reduction. (Machuno et al, 2016). Table 2 shows the results of the variation of free energy of the hydrophobic interaction (ΔG TOT sas ) obtained through the contact angle values.…”

“…The silver films were deposited over the stainless steel coupons by a custom design DC sputtering technique (Machuno et al, ). To obtain high‐quality films, an Ag target of 2‐in.…”

New insights of Nb2O5-based coatings on the 316L SS surfaces: enhanced biological responses

“…Prior the deposition, the samples were immersed in neutral detergent during 1 h, rinsed with distilled water, dried and cleaned with 70% (v/v) alcohol. The Nb 2 O 5 thin films were deposited using argon (99.99%) and oxygen (99.99%) at 5.0 and 0.5 mTorr in a DCmagnetron sputtering [11]. Over a Niobium (99.99%) 2-in.…”