Produção de silício poroso por processo eletroquímico e estudos da evolução morfológica e do tamanho dos cristalitos

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Miguel Angelo do Amaral Junior
• Orientador(a): Maurício Ribeiro Baldan, Antonio Fernando Beloto
• Banca de defesa: Neidenei Gomes Ferreira, Washington Luiz Alves Corrêa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores
• País: BR
• Resumo em Inglês: The Porous Silicon is a very versatile material with high surface area, property of photoluminescence in the visible spectrum and a wide range of pore shape and size. Usually the porous silicon can be easily obtained by chemical etching in an environment containing hydrofluoric acid (HF). In this work, porous silicon was produced by electrochemical etching technique in a solution containing HF/ deionized water / Ethanol. It was used silicon wafers monocrystalline n-type with crystallographic orientation (100) and resistivity of 1-20 $\Omega$.cm. This work can be summarized in two parts: (a) experimental part, which involves the porous silicon preparation in two different conditions (etching time and current density) and characterization techniques (Scanning Electron Microscopy (SEM), Raman Spectroscopy and Optical Profilometry), and (b) theoretical part, which apply the phonon confinement model to estimate the crystallite size. The main objective is to analyze the morphological evolution of the porous layer, pore size, depth, surface area, roughness and crystallite size, as a function of etching time and of current density. A program as developed with a graphical interface to calculate the size of the crystallites for the two different conditions.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2014/02.06.16.18

O Silício Poroso é um material muito versátil, apresenta alta área superficial, propriedade de fotoluminescência no espectro visível e uma grande diversidade de tamanho e formato de poros. Normalmente pode ser facilmente obtido através de um ataque químico em meio a Ácido Fluorídrico (HF). Neste trabalho foi produzido pela técnica de ataque eletroquímico em uma solução contendo HF/ H$_{2}$O deionizada/ Etanol, nas seguintes proporções volumétricas (1:2:1). Utilizou-se laminas de Silício monocristalino tipo-n com orientação cristalográfica (100) e resistividade de 1-20 $\Omega$.cm. Este trabalho pode ser resumido em duas partes: (a) parte experimental; que envolve a obtenção do silício poroso em duas condições diferentes (tempo de ataque e densidade de corrente) e as técnicas de caracterização (Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Perfilometria Óptica e Espectroscopia Raman), e (b) parte teórica; aplica o modelo de confinamento de fônons para estimar o tamanho dos cristalitos. O principal objetivo é analisar a evolução morfológica da camada porosa, tamanho do poro, profundidade do ataque, área superficial, rugosidade e tamanho do cristalito, à medida que o tempo de ataque e a densidade de corrente variam. Foi desenvolvido um programa com interface gráfica para calcular o tamanho do cristalito nas duas condições diferentes de ataque.