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Fundamentos Teóricos
Filmes finos cerâmicos são constituídos de camadas de material cerâmico com espessura abaixo de
1mm, suportadas por um substrato. O
LIEC - Cerâmica tem desenvolvido estudos nesta área com o intuito de substituir materiais utilizados na indústria por outros que possuam melhores características, bem como, gerar novos dispositivos eletrônicos e ópticos.
Para que o desenvolvimento de filmes finos usando as técnicas de deposição seja bem sucedida deve-se cumprir alguns pré-requisitos como:
- alta taxa de deposição;
- recobrimento de grandes áreas (substrato) com composição e espessura uniformes;
- filmes livres da presença de macro-partículas;
- produzir filmes estequiométricos.
Há várias tecnologias para fabricação de filmes finos as quais são enquadradas em dois principais grupos: métodos físicos e métodos químicos.
| Métodos Físicos |
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Métodos Químicos |
| Deposição em fase vapor |
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Deposição em fase líquida |
Deposição de vapor
(físico) |
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Deposição
de vapor
(químico) |
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Sol-Gel |
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Decomposição de
organometálicos
(MOD) |
| - sputtering (rf, dc, feixe
de íons) |
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deposição química de vapor de organometálicos (MOCVD) |
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| - evaporação (feixe de elétrons,
resistência) |
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-
deposição química de vapor melhorado por plasma (PECVD) |
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| - deposição por laser pulsado
(PLD) |
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-
deposição química de vapor em baixa pressão (LPCVD) |
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A deposição em fase líquida é a técnica que tem sido usada por quase todas as organizações de pesquisa e desenvolvimento do mundo, sendo um método rápido e de baixo custo. Tem como vantagens a possibilidade de recobrimento de grandes áreas e fácil controle estequiométrico, e tem como desvantagem impossível recobrimento conformacional.
Nosso grupo utiliza especificamente o método de precursores poliméricos (Pechini), que consiste em uma ramificação do método sol-gel.
O princípio da rota Pechini é a obtenção de uma resina polimérica precursora contendo cadeias ramificadas em que os cátions são uniformemente distribuídos pela matriz polimérica.
No processo de deposição por solução química, nosso grupo utiliza de duas principais técnicas de deposição: "spin-coating" e
"dip-coating".
Spin-Coating
A técnica de spin-coating consiste em gotejar a solução sobre o substrato e submeter a uma rotação controlada de forma a espalhar homogeneamente a solução sobre o substrato. São controladas a velocidade e o tempo de deposição da resina.
Dip-Coating
Consiste de um motor de passo, que ao movimentar a alavanca em que está fixado o substrato, permite imergir e retirar o mesmo da solução. A velocidade de retirada é controlada, utilizando-se uma velocidade constante.
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