4. RESULTADO E DISCUSSÃO
4.3. Caracterização do plasma de Ar-H 2
Na figura 23, podemos observar os espectros de argônio (a), e o espectro para a mistura de Ar-H2(b), respectivamente. Observou-se que no espectro de argônio
predomina emissões na região de 700 a 900 nm, onde predominam transições do tipo 4p-4s (Nagai, 2004). Com a introdução e aumento gradual do fluxo de hidrogênio observou-se a emissão das linhas H- (486 nm) e H-α (656 nm) como esperado, pois essas linhas são características das espécies excitadas no plasma (Sala, 2007). Na tabela 5 são listadas as espécies identificadas nos espectros, o respectivo comprimento de onda, e suas configurações para o estado fundamental e estado excitado (Kramida et al., 2012).
Tabela 4: Largura dos picos de DRX Atmosfera Largura a meia altura
Argônio 0,7362 Ar-H2 0,4626
54 Figura 23: Espectro de plasma de argônio - Espectro de plasma de Ar-H2.
55 Nos gráficos apresentados na figura 24, observamos a variação na intensidade das linhas de emissão para as diferentes posições do cabo de fibra óptica no reator. Avaliamos a evolução das linhas de emissão no plasma, ao longo do comprimento do reator. Variamos a posição axial da fibra ótica em distancias iguais há 10 mm a partir da posição (0). Para o nosso estudo esta posição é a mais próxima da região da descarga. A intensidade relativa das linhas de emissão do gás argônio foi comparada para o caso do espectro de plasma de argônio puro (a), e para a mistura de Ar-H2 (b), considerando uma
média global das intensidades. Como pode ser visto na figura 24 o plasma com mistura de Ar-H2 possui uma maior intensidade para as emissões das linhas de transição de
argônio nas regiões mais próximas da descarga, em relação ao plasma de argônio puro. Com a edição do hidrogênio na atmosfera de plasmas de argônio puro, é notado um aumento drástico da intensidade global das linhas de emissão de argônio.
Tabela 5: Linhas de emissão identificadas
Espécie λ (nm) Config. Est. Fundamental Config. Est. Excitado
H- 486.13 2 4 Ar I 603.21 3s23p5(2p°3/2)4p 2[5/2] 3 3s23p5(2p°3/2)5d 2[7/2]° 4 H-α 656.27 2 3 Ar I 675.28 3s23p5(2p° 3/2)4p 2[1/2] 1 3s23p5(2p°3/2)4d 2[3/2]° 2 Ar I 687.12 3s23p5(2p°3/2)4p 2[1/2] 1 3s23p5(2p°3/2)4d 2[1/2]° 1 Ar I 696.54 3s23p5(2p° 3/2)4s 2[3/2]° 2 3s23p5(2p°1/2)4p 2[1/2] 1 Ar I 706.72 3s23p5(2p° 3/2)4s 2[3/2]° 2 3s23p5(2p°1/2)4p 2[3/2] 2 Ar I 727.29 3s23p5(2p° 3/2)4s 2[3/2]° 1 3s23p5(2p°1/2)4p 2[1/2] 1 Ar I 738.39 3s23p5(2p° 3/2)4s 2[3/2]° 1 3s23p5(2p°1/2)4p 2[3/2] 2 Ar I 750.38 3s23p5(2p°1/2)4s 2[1/2]° 1 3s23p5(2p°1/2)4p 2[1/2] 0 Ar I 763.51 3s23p5(2p° 3/2)4s 2[3/2]° 2 3s23p5(2p°3/2)4p 2[3/2] 2 Ar I 772.37 3s23p5(2p° 3/2)4s 2[3/2]° 2 3s23p5(2p°3/2)4p 2[3/2] 1 Ar I 794.81 3s23p5(2p° 1/2)4s 2[1/2]° 0 3s23p5(2p°1/2)4p 2[3/2] 1 Ar I 801.47 3s23p5(2p° 3/2)4s 2[3/2]° 2 3s23p5(2p°3/2)4p 2[5/2] 2 Ar I 811.53 3s23p5(2p° 3/2)4s 2[3/2]° 2 3s23p5(2p°3/2)4p 2[5/2] 3 Ar I 826.45 3s23p5(2p° 1/2)4s 2[1/2]° 1 3s23p5(2p°1/2)4p 2[1/2] 1 Ar I 842.46 3s23p5(2p° 3/2)4s 2[3/2]° 1 3s23p5(2p°3/2)4p 2[5/2] 2
56 Na figura 25 podemos observar as linhas de titânio identificadas no espectro de argônio. As principais linhas de emissões identificadas possuem comprimento de onda 550 nm, 556 nm, 560 nm, 564 nm.
Figura 24: Queda na intensidade das linhas de argônio em um plasma de argônio, e queda na intensidade das linhas de argônio em uma mistura de Ar-H2.
57 Na figura 26 observamos e a queda na intensidade de emissão destas linhas com o aumento gradual do fluxo de argônio. Com aumento do fluxo de argônio percebemos a queda na intensidade das linhas de emissão de titânio, figura (a), enquanto a intensidade relativa da linha de argônio aumenta figura (b). Foi considerada a intensidade da linha de emissão 811 nm de argônio, comparadas com as linhas de titânio identificadas. O aumento gradual do fluxo do gás argônio mostrou uma diminuição da intensidade das linhas de emissão de titânio observadas. O mesmo foi notado com a introdução do gás hidrogênio.
Figura 26: Queda na emissão das linhas de titânio (a). Intensidade da linha 811 nm de argônio (b).
58
CONCLUSÃO
Baseados nos resultados obtidos são determinados as seguintes conclusões:
1) Os espectros observados neste trabalho na região de pós-descarga foram de argônio e hidrogênio.
2) Filmes finos que foram deposição em 10 minutos nas posições 3 e 6, Não tiveram suas espessuras registradas devido ao batente, entre filme e substrato ser insuficiente.
3) Para tempos de deposição de 20 minutos os filmes depositados com Ar-H2,
possuíram uma maior taxa de deposição, para os filmes depositados nas posições 0 e 3. Para os tempos de deposição de 30 minutos, a utilização de Ar-H2
mostrou-se mais eficiente para a deposição na posição 0.
4) Os filmes depositados na posição 3 apresentaram as maiores taxas de deposição com o uso de ambas as atmosferas de trabalho.
5) A análise de DRX mostrou que os filmes depositados com atmosferas de Ar-H2
possuem uma maior cristalinidade, quando comparados com os filmes depositados com atmosfera de argônio.
6) As linhas de emissão de argônio observadas no espectro de Ar-H2 apresentaram
uma maior intensidade de emissão, quando comparadas com o espectro de argônio apenas.
59
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