| 1. Identificação | |||||||||||||
| Tipo de Referência | Tese ou Dissertação (Thesis) | ||||||||||||
| Site | mtc-m21d.sid.inpe.br | ||||||||||||
| Código do Detentor | isadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S | ||||||||||||
| Identificador | 8JMKD3MGP3W34T/4935T75 | ||||||||||||
| Repositório | sid.inpe.br/mtc-m21d/2023/05.03.15.23 | ||||||||||||
| Última Atualização | 2023:07.26.16.46.50 (UTC) simone | ||||||||||||
| Repositório de Metadados | sid.inpe.br/mtc-m21d/2023/05.03.15.23.50 | ||||||||||||
| Última Atualização dos Metadados | 2023:09.30.19.30.34 (UTC) administrator | ||||||||||||
| Chave Secundária | INPE-18689-TDI/3313 | ||||||||||||
| Chave de Citação | SierraGómez:2023:CrFiDi | ||||||||||||
| Título | Crescimento de filmes de diamante CVD monocristalinos via MWPACVD com controle de impurezas visando aplicações ópticas de largo espectro e gemas com elevada pureza  | ||||||||||||
| Título Alternativo | Growth of single crystal diamond films via MWPACVD with impurity control targeting broad spectrum optical applications and high purity gems | ||||||||||||
| Curso | CMS-ETES-DIPGR-INPE-MCTI-GOV-BR | ||||||||||||
| Ano | 2023 | ||||||||||||
| Data | 2023-04-20 | ||||||||||||
| Data de Acesso | 14 maio 2024 | ||||||||||||
| Tipo da Tese | Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores) | ||||||||||||
| Tipo Secundário | TDI | ||||||||||||
| Número de Páginas | 168 | ||||||||||||
| Número de Arquivos | 2 | ||||||||||||
| Tamanho | 10237 KiB | ||||||||||||
| 2. Contextualização | |||||||||||||
| Autor | Sierra Gómez, Javier | ||||||||||||
| Banca | Trava-Airoldi, Vladimir Jesus (presidente/orientador) Corat, Evaldo Jose Machado, João Paulo Barros Salvadori, Maria Cecília Barbosa da Silveira Moro, João Roberto | ||||||||||||
| Endereço de e-Mail | javiersierra25@gmail.com | ||||||||||||
| Universidade | Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) | ||||||||||||
| Cidade | São José dos Campos | ||||||||||||
| Histórico (UTC) | 2023-05-03 15:25:34 :: javier.sierra@inpe.br -> pubtc@inpe.br :: 2023-05-04 15:48:23 :: pubtc@inpe.br -> javier.sierra@inpe.br :: 2023-05-08 18:19:53 :: javier.sierra@inpe.br -> administrator :: 2023-05-10 19:32:42 :: administrator -> pubtc@inpe.br :: 2023-05-10 19:33:22 :: pubtc@inpe.br -> administrator :: 2023-07-20 18:22:02 :: administrator -> pubtc@inpe.br :: 2023-07-28 16:55:54 :: pubtc@inpe.br -> simone :: 2023-07-28 16:56:21 :: simone :: -> 2023 2023-07-28 16:56:51 :: simone -> administrator :: 2023 2023-09-30 19:30:34 :: administrator -> :: 2023 | ||||||||||||
| 3. Conteúdo e estrutura | |||||||||||||
| É a matriz ou uma cópia? | é a matriz | ||||||||||||
| Estágio do Conteúdo | concluido | ||||||||||||
| Transferível | 1 | ||||||||||||
| Palavras-Chave | diamante monocristalino diamante tipo mosaico discordâncias e centros de cores dispositivos ópticos gemas single crystal diamond (SCD) mosaic diamond dislocations and color centers optical devices gemstones | ||||||||||||
| Resumo | A pesquisa em filmes de diamante monocristalino CVD (do inglês Chemical Vapor Deposition) via técnica MWPACVD (do inglês Microwave Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition), o SCD (do inglês Single Crystal Diamond) teve seu início desde o fim do século passado, mas intensificou-se nos últimos anos com o aumento de grupos de pesquisa e o surgimento de empresas atuantes no setor com propostas de aplicações muito inovadoras. Via técnica MWPACVD, é possível se obter desde filmes muito finos, dezenas de nanômetros, até filmes muito espessos, de cerca de uma dezena de milímetros em formatos, por exemplo, de bolachas de várias dezenas de milímetros de diâmetro. Abrangendo aplicações tais como: janelas ópticas de baixa e alta potência devido ao seu largo espectro de transmissão, dispositivos semicondutores devido à alta velocidade de elétrons e buracos e altíssima condutividade térmica, dispositivos para baterias nucleares, por ser resistentes à radiação ionizante, dispositivo para computação quântica devido às possibilidades de controle de densidade de centros de cores e estabilidade destes em temperatura ambiente. Neste trabalho, usando a técnica MWPACVD, inicialmente foram otimizadas as condições de crescimento de filmes de diamante policristalino sobre silício, que nos ajudou a encontrar os melhores parâmetros de deposição do SCD sobre substratos comerciais (sementes) de diamante CVD (3x3x0,3 mm3, 4x4x0,3 mm3 e 7x7x0,3 mm3) e HPHT (3x3x0,3 mm3, 3x3x0,5 {{mm3;}} 3x3x1,1 mm3 e 7x7x0,3 mm3). Desenvolveu-se, também, diferentes portasubstratos para melhor adequar tamanhos e quantidades para as respectivas sementes. Evoluiu-se para o estudo de alguns parâmetros críticos, pela primeira vez em nosso instituto de pesquisa e no país, sobre a deposição de filmes monocristalinos em estrutura mosaico. Deu-se ênfase para os estudos de suas propriedades ópticas, que são influenciadas pela formação de centros de cores causados pela incorporação de dopantes tais como: nitrogênio (NV0 e NV-), silício (SiV), hidrogênio (NVH), etc., na estrutura do SCD. Filmes espessos, autossustentados (acima de 500 {{μm}} de espessura) de diamante monocristalino foram crescidos em estrutura mosaica, no formato de placas (juntandose quatro sementes de mesmo tamanho). Utilizou-se uma mistura gasosa ultrapura de H2, CH4 e/ou N2/O2 e com o controle do fluxo destes componentes gasosos, obteve-se a junção do filme monocristalino com sucesso, possibilitando estudos da formação de defeitos na área de junção. Foi encontrado que a gênese desses defeitos, como um ponto forte deste trabalho devido a não ostensividade da divulgação, está relacionada com a temperatura do substrato, pressão do interior da câmara, fluxo de gases, pureza dos gases de processo, taxa de crescimento, desenho do portasubstrato, entre outros. Avaliou-se a morfologia do filme crescido por Microscopia Eletrônica de Varredura, Microscopia óptica, perfilometria óptica, a qualidade estrutural por Espectroscopia de Espalhamento Raman, Fotoluminescência (PL), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e a qualidade cristalina por raios X de alta resolução. Com estes resultados se mostra que é possível obter placas de SCD de dimensões muito aumentadas em relação às dimensões originais de cada semente do mosaico. ABSTRACT: Research on CVD (Chemical Vapor Deposition) monocrystalline diamond films via the MWPACVD (Microwave Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition) technique, the SCD (Single Crystal Diamond) began at the end of the last century but has intensified in recent years with the increase of research groups and the emergence of companies operating in the sector with proposals for very innovative applications. Through the MWPACVD technique, it is possible to obtain from very thin films, tens of nanometers, to very thick films, of about ten millimeters in formats, for example wafers, of several tens of millimeters in diameter. Covering technological applications such as: low and high-power optical windows due to its broad transmission spectrum, semiconductor devices due to the high speed of electrons and holes and very high thermal conductivity, devices for nuclear batteries, due to their resistance to ionizing radiation, device for computing quantum physics due to the possibilities of controlling the density of color centers and their stability at room temperature. In this work, using the MWPACVD technique, the growth conditions of polycrystalline diamond films on silicon were initially optimized, which helped us to find the best SCD deposition parameters on commercial substrates (seeds) of CVD diamond (3x3x0.3 mm3, 4x4x0.3 mm3 and 7x7x0.3 mm3) and HPHT (3x3x0.3 mm3, 3x3x0.5 {{mm3;}} 3x3x1.1 mm3 and 7x7x0.3 mm3). Different substrate holders were also developed to better adapt size and quantity to the respective seeds. It evolved to the study of some critical parameters, for the first time in our research institute and in the country, on the deposition of monocrystalline films in mosaic structure. Emphasis was given to studies of their optical properties, which are influenced by the formation of color centers caused by the incorporation of dopants such as: nitrogen (NV0 and NV-), silicon (SiV), hydrogen (NVH), etc., in the SCD structure. Thick, self-supporting films (over 500 {{μm}} thick) of monocrystalline diamond were grown in a mosaic structure, in the form of plates (by joining four seeds of the same size). An ultrapure gaseous mixture of H2, CH4 and/or N2/O2 was used and with the control of the flow of these gaseous components, a successful junction of the monocrystalline film was obtained, allowing studies of the formation of defects in the junction area. It was found that the genesis of these defects, as a strong point of this work due to the non-ostensibility of disclosure, is related to the substrate temperature, the interior pressure of the chamber, gases flow, process gases, growth rate, design, design of the substrate port, among others. The morphology of the grown film was evaluated by Scanning Electron Microscopy, Optical Microscopy, optical profilometry, structural quality by Raman Scattering Spectroscopy, Photoluminescence (PL), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and crystalline quality by High-resolution Xray diffraction (HRXRD). With these results it is shown that it is possible to obtain SCD plates of much larger dimensions in relation to the original dimensions of each seed of the mosaic. | ||||||||||||
| Área | ETES | ||||||||||||
| Arranjo 1 | urlib.net > BDMCI > Fonds > Produção pgr ATUAIS > CMS > Crescimento de filmes... | ||||||||||||
| Arranjo 2 | urlib.net > BDMCI > Fonds > Produção a partir de 2021 > CGCE > Crescimento de filmes... | ||||||||||||
| Arranjo 3 | urlib.net > BDMCI > Fonds > Produção a partir de 2021 > CGIP > Crescimento de filmes... | ||||||||||||
| Conteúdo da Pasta doc | acessar | ||||||||||||
| Conteúdo da Pasta source |
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| Conteúdo da Pasta agreement |
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| 4. Condições de acesso e uso | |||||||||||||
| URL dos dados | http://mtc-m21d.sid.inpe.br/ibi/8JMKD3MGP3W34T/4935T75 | ||||||||||||
| URL dos dados zipados | http://mtc-m21d.sid.inpe.br/zip/8JMKD3MGP3W34T/4935T75 | ||||||||||||
| Idioma | pt | ||||||||||||
| Arquivo Alvo | publicacao.pdf | ||||||||||||
| Grupo de Usuários | javier.sierra@inpe.br pubtc@inpe.br simone | ||||||||||||
| Visibilidade | shown | ||||||||||||
| Licença de Direitos Autorais | urlib.net/www/2012/11.12.15.10 | ||||||||||||
| Detentor dos Direitos | originalauthor yes | ||||||||||||
| Permissão de Leitura | allow from all | ||||||||||||
| Permissão de Atualização | não transferida | ||||||||||||
| 5. Fontes relacionadas | |||||||||||||
| Repositório Espelho | urlib.net/www/2021/06.04.03.40.25 | ||||||||||||
| Unidades Imediatamente Superiores | 8JMKD3MGPCW/3F358GL 8JMKD3MGPCW/46KTFK8 8JMKD3MGPCW/46KUES5 | ||||||||||||
| Acervo Hospedeiro | urlib.net/www/2021/06.04.03.40 | ||||||||||||
| 6. Notas | |||||||||||||
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