Investigação interferométrica da reação HF-Sílica (SIO2) em presença de campos elétricos

• Ano de defesa: 2009
• Autor(a) principal: Santiago Neto, Ruy Batista
• Orientador(a): Lesche, Bernhard Johannes
• Banca de defesa: César, Carlos Lenz , Pereira, Afrânio Rodrigues , Leonel, Sidiney de Andrade , Zappa, Fabio
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Física
• Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Ácido fluorídrico; Interferometria; Sílica; Aproximação do campo médio; Vidro polarizado
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/4931

O ataque químico de sílica (SiO2) por ácido fluorídrico (HF) é uma reação importante, usada na fabricação de circuitos integrados, cujo mecanismo não é ainda totalmente entendido. Um aspecto curioso desta reação é que sua velocidade pode ser alterada por campos elétricos na interface ácido-sílica. Um modelo teórico para explicar este efeito é baseado na suposição que a reação química somente pode acontecer quando o HF aproxima da superfície da sílica, com os átomos de flúor voltados para esta superfície, com um eixo molecular fazendo um pequeno ângulo com sua normal. Desta forma uma orientação parcial dessas moléculas em um campo elétrico modifica a taxa de ataque. Este modelo prevê uma relação não linear entre velocidade de ataque e campo elétrico. Na literatura o modelo é usado em medidas de intensidade de campos elétricos gravados em amostras de sílica por meio de polarização térmica. Estas medidas confiam no modelo teórico mencionado acima para o regime não linear. Todavia este modelo havia sido testado somente na região onde a relação entre taxa de ataque e campo elétrico é praticamente linear, em que os campos elétricos possuem valores muito menores que os campos gravados. No presente trabalho vamos descrever as medidas realizadas para investigar este efeito na região não linear. Para perceber a não linearidade precisamos medir a velocidade de ataque com extrema precisão na presença de altos valores de campo. Isto é feito por um método interferométrico utilizando feixe de laser expandido e uma sofisticada análise de imagens de franjas. Adotando estes procedimentos fomos capazes de obter os primeiros sinais de um comportamento não linear. O confronto entre os valores obtidos experimentalmente e os valores previstos no modelo teórico indicou a necessidade de se acrescentar pequenas correções no modelo. Após as correções, a discrepância entre os valores experimentais e teóricos se tornou da mesma ordem dos erros experimentais. Os estudos teóricos da reação HF-sílica na literatura partem da hipótese que somente uma molécula participa no passo inicial da reação. Mas os resultados do presente trabalho indicam que a reação de ataque é iniciada por duas moléculas de HF atuando simultaneamente.