@MastersThesis{Silva:2014:FiDiUl,
author = "Silva, Lilian Mieko da",
title = "Filmes de diamante ultrananocristalinos dopados com boro crescidos
sobre sil{\'{\i}}cio poroso",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2014",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2014-02-26",
keywords = "sil{\'{\i}}cio poroso, diamante ultrananocristalino dopado com
boro, HFCVD, eletrodo poroso, aplica{\c{c}}{\~o}es
eletroqu{\'{\i}}micas. porous silicon, boron doped
ultrananocrystalline diamond, HFCVD, porous electrodes,
electrochemical applications.",
abstract = "Os resultados da obten{\c{c}}{\~a}o e caracteriza{\c{c}}{\~a}o
de um novo material comp{\'o}sito formado por filme de diamante
ultrananocristalino dopado com boro BDUND (\emph{Boron doped
ultrananocrystalline diamond}) sobre sil{\'{\i}}cio poroso (PS
\emph{Porous silicon}) s{\~a}o apresentados e discutidos. A
primeira parte da disserta{\c{c}}{\~a}o mostra o desafio em se
obter amostras de sil{\'{\i}}cio poroso com porosidade
controlada para deposi{\c{c}}{\~a}o dos filmes de diamante.
Al{\'e}m disso, {\'e} apresentado o estudo do controle dos
par{\^a}metros de crescimento do filme de diamante, para que os
filmes preencham as cavidades dos poros, sem fech{\'a}-los,
mantendo a morfologia dos mesmos, visando {\`a}
forma{\c{c}}{\~a}o de um eletrodo poroso com uma camada de
diamante cont{\'{\i}}nua e uniforme. Assim, a primeira etapa do
trabalho consistiu no estudo dos par{\^a}metros de ataque
eletroqu{\'{\i}}mico para forma{\c{c}}{\~a}o do PS,
variando-se as condi{\c{c}}{\~o}es de ilumina{\c{c}}{\~a}o,
assim como a densidade de corrente e o tempo de ataque. Ap{\'o}s
caracteriza{\c{c}}{\~a}o morfol{\'o}gica e estrutural do PS, a
morfologia mais adequada para deposi{\c{c}}{\~a}o dos filmes de
BDUND foi definida como sendo a dos substratos com tamanho de poro
de 10 a 30 µm, com poros distribu{\'{\i}}dos uniformemente pela
superf{\'{\i}}cie. Os filmes foram, ent{\~a}o, crescidos por
deposi{\c{c}}{\~a}o qu{\'{\i}}mica via fase vapor assistida
por filamento quente, utilizando uma mistura de arg{\^o}nio,
hidrog{\^e}nio e metano. Estudou-se a influ{\^e}ncia do tempo de
crescimento, variando-se de 1 a 4h, assim como a influ{\^e}ncia
de duas dopagens distintas, 2.000 e 20.000 ppm B/C em
solu{\c{c}}{\~a}o. As amostras foram caracterizadas por
microscopia eletr{\^o}nica de varredura, espectroscopia de
espalhamento Raman e difratometria de raios-X. Os resultados
mostraram que os filmes apresentaram morfologia e textura
homog{\^e}nea, preenchendo os poros uniformemente. A
caracteriza{\c{c}}{\~a}o estrutural comprovou a presen{\c{c}}a
de diamante nas amostras, assim como a presen{\c{c}}a de
liga{\c{c}}{\~o}es do tipo \$sp^{2}\$, conforme esperado para
filmes de BDUND. Os eletrodos porosos de maior dopagem
mostraram-se mais apropriados para as caracteriza{\c{c}}{\~o}es
eletroqu{\'{\i}}micas de janela de potencial de trabalho e de
reversibilidade em par redox. Essas amostras apresentaram elevada
capacit{\^a}ncia, como esperado para eletrodos porosos. Al{\'e}m
disso, em solu{\c{c}}{\~a}o de ferrocianeto de pot{\'a}ssio, os
eletrodos se mostraram revers{\'{\i}}veis apenas para baixas
velocidades de varredura. ABSTRACT: The results concerning the
production and characterization of a new composite material
consisting of boron doped ultrananocrystalline diamond (BDUND)
film on porous silicon (PS) are presented and discussed. The first
part of the dissertation shows the challenge in obtaining porous
silicon with controlled porosity for diamond films deposition.
Furthermore, the study of the diamond film growth parameters is
presented, so that the films can fill the pore cavities without
closing them, keeping their morphology, in order to obtain a
porous electrode with a continuous and uniform diamond layer.
Thus, the first step of the work consisted in studying the
electrochemical etching parameters for the PS formation, varying
lighting conditions as well as the current density and etching
time. After PS morphological and structural characterization, the
most suitable morphology for deposition of BDUND films was defined
as the substrates with pore size from 10 to 30 µm, with pores
uniformly distributed over the surface. The films were then grown
by hot filament chemical vapor deposition, using a mixture of
argon, hydrogen and methane. The influence of growth time was
studied, varying from 1 to 4h, as well as the influence of two
different doping levels, 2,000 and 20,000 ppm B/C in solution. The
samples were characterized by scanning electron microscopy, Raman
scattering spectroscopy and X-ray diffraction. The results showed
that the films presented homogeneous morphology and texture,
filling the pores uniformly. Structural characterization proved
the presence of diamond in the samples, as well as the presence of
\$sp^{2}\$ bonds, as expected for BDUND films. The higher doping
porous electrodes were more suitable for the electrochemical
characterization of the work potential window and the redox couple
reversibility. These samples showed high capacitance, as expected
for porous electrodes. In addition, in potassium ferrocyanide
solution, the electrodes showed reversible behavior only at low
scan rates.",
committee = "Ferreira, Neidenei Gomes (presidente/orientadora) and Beloto,
Antonio Fernando (orientador) and Baldan, Maur{\'{\i}}cio
Ribeiro and Azevedo, Adriana Faria",
englishtitle = "Boron doped ultrananocrystalline diamond films grown on porous
silicon",
language = "pt",
pages = "100",
ibi = "8JMKD3MGP7W/3FKG32E",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP7W/3FKG32E",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "07 maio 2024"
}