Desenvolvimento de microaquecedores MEMS, para deposição de filmes finos, pela técnica LPCVD, em áreas micrométricas (2022)
- Authors:
- Autor USP: OLIVEIRA, RICARDO APARECIDO RODRIGUES DE - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PSI
- Subjects: FILMES FINOS; SISTEMAS MICROELETROMECÂNICOS
- Language: Português
- Abstract: A capacidade de controlar temperaturas em regiões específicas e localizadas tem permitido muitas possibilidades de desenvolvimentos na ciência e na engenharia, apresentando claras vantagens como eficiência energética, rápida resposta térmica e seletividade de processos, sendo aplicados em áreas como sensoriamento de gás, analises biológicas, dispositivos elétricos e mecânicos. Mais especificamente, sistemas microfluídicos têm sido um dos principais impulsionadores para o desenvolvimento de microaquecedores com aplicação em laboratório em chip e outras aplicações biológicas como as de análise bioquímica, amplificação de DNA, cultura celular e dispositivos vestíveis. Por outro lado, a seletividade da região de aquecimento mostra-se muito promissora e, portanto, tem sido objeto de pesquisa para uma melhor compreensão da geometria do microaquecedor e seu efeito sobre a temperatura desejada. Dessa forma, a aplicação de microaquecedores para deposição de filmes finos é um campo emergente que pode trazer novas possibilidades de projetos para novos materiais, de dispositivos sensores e dispositivos microeletrônicos. Neste sentido, o presente trabalho visou o estudo e produção de regiões de aquecimento localizado, com dimensões de algumas dezenas de micrometros e a sua aplicação na obtenção de novos materiais. Para isso foram desenvolvidos microaquecedores de cromo (Cr) em substratos de silício cristalino, utilizando a tecnologia MEMS (sistemas micro eletromecânicos), os quais foram testados na deposição de filmes finos de silício e carbono pela técnica de deposição química em fase vapor em baixa pressão (ou LPCVD, de Low Pressure Chemical Vapor Deposition). Assim sendo, o crescimento localizado de filmes finos utilizando a técnica proposta foi testada com sucesso na produção de carbono amorfo paratemperaturas na faixa de 510°C a 628°C. Os resultados mostraram o crescimento de material com frequencias de absorção de primeira ordem entre 1000 cm-1 e 1800 cm-1, relacionadas a bandas vibracionais D e G. Também foram obtidos filmes de silício microcristalino para temperaturas na faixa de 739°C a 1250°C. Os resultados mostraram uma forte correlação entre o gradiente de temperatura através dos microaquecedores (obtido por simulação Multifísica em ANSYS) e as propriedades dos filmes de carbono e de Si obtidos. Os microaquecedores se mostraram promissores para obtenção destes materiais apresentando grande vantagem no baixo consumo de energia, entre 0,34W e 1,67W, bom confinamento térmico e rápida resposta térmica atingindo a temperatura ambiente, quando cessada a polarização, em menos de 1(hum) minuto. De modo geral, os microaquecedores MEMS obtidos apresentaram 5 (cinco) principais vantagens: (I) Região de aquecimento muito localizada, (II) Elevados alcances de temperaturas tão altas quanto 1000oC, (III) Rápidos tempos de aquecimento e resfriamento, (IV) baixo consumo de energia e (V) boa estabilidade mecânica.
- Imprenta:
- Data da defesa: 12.12.2022
-
ABNT
OLIVEIRA, Ricardo Aparecido Rodrigues de. Desenvolvimento de microaquecedores MEMS, para deposição de filmes finos, pela técnica LPCVD, em áreas micrométricas. 2022. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2022. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-20072023-135552/. Acesso em: 06 fev. 2026. -
APA
Oliveira, R. A. R. de. (2022). Desenvolvimento de microaquecedores MEMS, para deposição de filmes finos, pela técnica LPCVD, em áreas micrométricas (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-20072023-135552/ -
NLM
Oliveira RAR de. Desenvolvimento de microaquecedores MEMS, para deposição de filmes finos, pela técnica LPCVD, em áreas micrométricas [Internet]. 2022 ;[citado 2026 fev. 06 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-20072023-135552/ -
Vancouver
Oliveira RAR de. Desenvolvimento de microaquecedores MEMS, para deposição de filmes finos, pela técnica LPCVD, em áreas micrométricas [Internet]. 2022 ;[citado 2026 fev. 06 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-20072023-135552/
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
