[pt] As propriedades tribológicas de revestimentos de carbono usados em discos rígidos magnéticos foram de enorme importância para o contínuo aumento da densidade de informação armazenada nos mesmos. As características mecânicas e estruturais de filmes de carbono amorfo também foram indispensáveis para o desenvolvimento de revestimentos que atendessem às especificações do desenvolvimento destes dispositivos: alta dureza e densidade, além de baixo coeficiente de atrito e alta resistência ao desgaste. Neste trabalho são apresentados os efeitos da incorporação de nitrogênio em filmes de carbono fluorado (a-C:H:F) depositados pela técnica de deposição por vapor químico assistido por plasma. As propriedades mecânicas e estruturais foram investigadas com o uso das técnicas nucleares (retroespalhamento Rutherford, detecção de recuo elástico, reação nuclear), espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios-X, medidas de tensão interna (por perfilometria), espectroscopia de absorção no infravermelho, espectroscopia Raman, microscopia de força atômica e medidas de ângulo de contato. Foi depositada uma série de filmes onde foi variada a pressão de N2 em uma atmosfera precursora de CH4-CF4 (1:2) (PN2 = 0% até 60%). A tensão de autopolarização foi fixada em - 350V. Os resultados obtidos mostram que as propriedades dos filmes são controladas pela incorporação de nitrogênio que chega a 20 at.%. Identificou-se um decaimento na taxa de deposição com o incremento da pressão parcial de N2, e um sensível decaimento na concentração de flúor. O filme fica menos tensionado, o que pode resultar em uma melhoria na adesão. Entretanto, o ângulo de contato diminui, resultando em um aumento no coeficiente de atrito. Novos estudos procurando aumentar simultaneamente as concentrações de F e N são sugeridos. / [en] The tribological properties of carbon coatings of hard magnetic disks played an important role for the continuous increase of their storage capacity. The mechanical and structural properties were also important: high density, hardness and wear resistance, and low friction coefficient. In this work, we study the effects of the nitrogen incorporation into fluorinated carbon films (a-C:H:F) deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition. The film properties were investigated by using a multitechnique approach: nuclear techniques (Rutherford backscattering, elastic recoil and nuclear reaction analyses), x-ray photoelectron spectroscopy, internal stress measurements by perfilometry, Raman and Infrared spectroscopies, atomic force microscopy and contact angle measurements. Films were deposited changing the N2 partial pressure in a precursor atmosphere also composed by a fixed CH4-CF4 mixture (1:2) (PN2: 0 - 60%), with the self-bias voltage of -350V. The results show that the film properties are controlled by the nitrogen incorporation, with an important fluorine content reduction. The internal stress reduction may result in an increase of the film adhesion. However, the contact angle decreases upon nitrogen incorporation, resulting in an increase of the friction coefficient. New studies with the goal of obtain a simultaneous increase of both fluorine and nitrogen content are suggested.

[pt] Neste trabalho estudamos filmes depositados por três organosilícios em forma líquida pelo método de deposição química na fase vapor assistido por plasma (PECVD) sobre chapas de aço inoxidável 316L e lâminas de silício cristalino <100>. Os líquidos empregados foram o Hexametidissilazano (HMDSN), Hexametidissiloxano (HMDSO) e Hexametildissilano (HMDS). Determinamos as propriedades estruturais, mecânicas e tribológicas dos filmes crescidos, e a viabilidade do seu uso como revestimento protetor. Foram depositados dois conjuntos de amostras para cada líquido, o primeiro a 200C e o segundo 300oC. Em cada um dos conjuntos, a tensão de autopolarização no crescimento foi variada indo de -150V até -450V. Tentou-se caracterizar filmes crescidos a temperatura ambiente, porém não obtivemos êxito, pois delaminavam. Os filmes foram caracterizados por técnicas de perfilometria, onde determinamos que os filmes crescidos com temperaturas de 200C tiveram a maior taxa de deposição. Estes filmes para todos os líquidos possuem uma tensão interna entre 1 e 2 GPa. Os filmes foram analisados também por espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios-x (XPS), espectroscopia de absorção no infravermelho e espectroscopia de emissão ótica (GDOES) onde identificamos as concentrações atômicas e as ligações químicas presentes nos filmes. Com a espectroscopia Raman observamos que os filmes têm presença de carbonos com hibridização sp2. Os filmes sintetizados têm um forte caráter polimérico, e para os crescidos com tensões de autopolarização maiores que -250V, observamos a presença das bandas D e G características de filmes de carbono amorfo. As análises feitas por nanoindentação determinou que os filmes tinham dureza entre 18 e 21 GPa. A microscopia de força atômica evidenciou que os filmes têm uma rugosidade rms em torno de 0,3nm. Medida de tribologia mostraram que os filmes têm um coeficiente de atrito de 0,25. Após as medidas de tribologia, foram feitas imagens de perfilometria para determinar o desgaste. Os filmes se mostraram resistentes, com a menor taxa de 7nm/min quando submetido a uma força de 0,3 Newtons e como contra corpo uma esfera de aço inoxidável (AISI302), e após as medidas os filmes não delaminaram. Com relação ao envelhecimento do filme, alguns foram sintetizados a mais de 4 anos, e continuam bem aderidos tanto sobre o substrato de aço, como o de silício. Verificamos também a viabilidade do uso do hexametildissílazano (HMDSN) como camada adesiva para a deposição de filmes de carbono amorfo hidrogenado sobre chapas de aço inoxidável com sucesso. Fizemos também a deposição de um filme depositado a partir do hexametildissiloxano (HMDSO) sobre um parafuso de aço inoxidável para verificar a viabilidade para deposições sobre materiais com geometrias diferentes, com sucesso, o filme bem aderido em sua superfície. / [en] In this work, we study films deposited by three organosilanes in liquid phase by the plasma deposition method (PECVD) on 316L stainless steel plates and crystalline silicon slides <100>. The liquids employed were Hexamethyldisilazane (HMDSN), Hexamethyldisiloxane (HMDSO) and Hexamethyldisilane (HMDS). We determined the structural, mechanical and tribological properties of grown films, and the feasibility of their use as a protective coating. Two sets of samples were deposited for each liquid, the first at 200C and the second at 300C. In each set, the bias at the growth was varied ranging from -150V to -450V. Attempts were made to characterize films grown at room temperature, but we did not succeed because they delaminated. The films were characterized by profilometry techniques, where we determined that the films grown with temperatures of 200oC had the highest deposition rate. The films were also analyzed by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), infrared absorption spectroscopy (FTIR) and glow discharge optical emission spectroscopy (GDOES), where we identified the atomic concentrations and the chemical bonds present in the films. With the Raman spectroscopy we observed that the films have presence of carbons with hybridization sp2. The films synthesized have a strong polymeric character, and for those grown with bias higher than -250V, we observed the presence of D- and G- bands that are characteristics of amorphous carbon films. Analysis by nanoindentation determined that the films had a hardness between 18 and 21 GPa. Atomic force microscopy showed that the films have a roughness RMS around 0.3nm. Measurement of tribology showed that the films have a coefficient of friction of 0.25. After the tribology measurements, profilometry images were made to determine the wear. The films were resistant, with the lowest rate of 7 nm/min when subjected to a force of 0.3 Newtons and as against a body of stainless steel (AISI302), and after the measurements the films did not delaminate. Regarding the aging of the film, some were synthesized for more than 4 years, and remain well adhered both on the steel substrate and silicon. We also verified the feasibility of using hexamethyldisilazane (HMDSN) as an adhesive layer for the deposition of hydrogenated amorphous carbon films on stainless steel substrate successfully. We also deposited a film from the hexamethyldisiloxane (HMDSO) on a stainless steel screw to verify the feasibility for deposition on materials with different geometries, successfully, the film was well adhered on its surface.