Orientador: Carlos Alberto Luengo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-05T03:13:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Capobianco_Gino_D.pdf: 12351248 bytes, checksum: f4842f51b128dadf5f45b6fa8ce145c4 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho consiste no estudo de um processo híbrido para obtenção de peneiras moleculares de carbono (PMC) a partir de madeiras e ou resíduos agrícolas tais como: casca de macadâmia e mesocarpo do coco verde que são insumos de origem renovável. A seguir descrevem-se as seguintes etapas do processo: seleção e conformação da matéria-prima; carbonização e pré-ativação (envolvendo tecnologias convencionais de ativação física ou química) e finalmente a obtenção de PMC em um reator de plasma com catodo oco para ativação. O estudo incluiu o projeto e construção de equipamentos para sua implementação em uma unidade piloto, a realização dos testes operacionais, a apreciação da influência dos parâmetros de processo (monitorados com caracterizações dos precursores em cada etapa) até a obtenção das PMC. Também a avaliação de possíveis aplicações em indústrias energo intensivas (eletro-metal e químicas), realizou-se através de estudo de caso (a remoção de metais pesados nos efluentes industriais), comparando o desempenho das PMC com os de amostras comerciais disponíveis no mercado. Finalmente, para análise da viabilidade técnico-econômico-financeira, foram realizados um levantamento da evolução da exportação e importação de carvão ativado (CA) no Brasil, sua demanda e oferta, assim como aquelas dos principais consumidores (setor industrial e setores ligados ao saneamento básico e saúde). Observa-se a que o país é auto-suficiente na produção do CA convencional, entretanto a produção de CAs com características e propriedades especificas, tipo PMC, ainda é incipiente, sendo necessário à importação de 3.000 toneladas/ano. Então, para a realização dos cálculos considera-se a capacidade de atender inicialmente, até 10 % da demanda nacional, correspondente a uma planta industrial de 300 toneladas/ano. As PMC produzidas podem ser utilizadas nas mais diversas aplicações, tais como: tratamento de efluentes líquidos e gasosos, tanques de sorção para remoção e recuperação de solventes orgânicos, entre outras. Por isso este projeto insere-se, no desenvolvimento de novas tecnologias para o país / Abstract: This work is presented an study of a hybrid process to obtain carbon molecular sieves (CMS) from pine wood or agricultural residues such as macadamia shell or green coconut mesocarp, alI of them are renewable precursors. This process embraces the following stages: selection and conformation of the raw material, carbonization and pré-activation, involving conventional physical or chemical activation technologies, finally activation using the hollow cathode plasma technology to obtain the CMS. The experimental part included design and equipment construction for implementation in a pilot unit, including operational tests, studies of the influence of process parameters, monitored with characterizations of the precursors in each stage, until obtaining CMS. To evaluate possible applications in intensive energy industries such as metal-electric industries or chemistries it was developed a case study in which the CMS efficiency for the removal of heavy metaIs in the industrial effluents was compared with that obtained using samples commercially available. For analyzing the techno economic feasibility, it was obtained the historical evolution of export and import quantities of activated carbon (AC) in Brazil, the evolution of demand and offer, as well as those of main consumer sections, industrial section and those related to basic sanitation and health.Through this analysis, it was observed that the country is self-sufficient in the production of the conventional AC, however the production of AC with special characteristic and properties, like CMS, is still incipient, being needed to import around 3.000 ton/year. Thus, the calculations are for a manufacturing capacity capable to attend up to 10% of the demand, corresponding to an industrial plant with a capacity for CMS production of 300 ton/year. The produced CMS has several applications, such as: treatment of liquid and gas effluents, sorption tanks for removal and recovery of wasted organic solvents, among others. So, this whole work, may be thought as the development of a new technology for the country / Doutorado / Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientadores: Carlos Kenichi Suzuki, Yoshikazo Ernesto Nagai / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T15:58:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Godoy_PauloHenriquede_M.pdf: 8242496 bytes, checksum: b4f75c048487d154f0cf5a60725b3fe6 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O gerador de plasma é um equipamento que permite estabelecer elevadas temperaturas,da ordem de 5000 à 50000 K, sendo esta tecnologia altamente versátil para aplicações avançadas. Este equipamento possui como característica, flexibilidade no tocante à mudança de sua configuração, podendo ser empregado em uma vasta gama de aplicações práticas, dentre elas podemos citar o crescimento sustentável através da utilização para solução em problemas do meio-ambiente e a deposição de filmes finos. Neste trabalho de dissertação, apresenta-se a construção e operação de um reator de plasma gerado por descarga elétrica DC do.tipo arco, de relativa simplicidade e baixo custo da instrumentação. Parâmetros elétricos do arco foram medidos para os plasmas de hidrogênio e argônio. Dados foram analisados sobre a estabilidade elétrica do arco para aplicações que requeiram maior estabilidade da chama. A elevada brilhância e potência encontrados à medida que aumenta-se a pressão de trabalho indicam um aumento- na temperatura. Como aplicação desta tecnologia, preparou-se dois tipos de substratos, molibdênio e silício (111), para um ensaio de deposição de filmes finos de diamantes. Muito embora tenhamos encontrado dificuldades com relação às leituras de temperatura-e estabilidade total do plasma, os ensaios detectaram indícios do crescimento de diamante no substrato de silício e no substrato de molibdênio apenas o crescimento de uma camada intermediária de carbeto de molibdênio. Portanto, este reator mostrou-se de aplicação tecnicamente viável para a deposição de filmes finos e, devido à sua flexibilidade, podemos estendermos sua aplicação para outras áreas de conhecimento com pequenas alterações no projeto / Abstract: Plasma generator is a device that provide us get high temperatures, in the range of 5000 K to 50000 K, being extremely changing technology for advanced applications. This equipment has high flexibility because its configuration is changeable and it has many practical applications. Among these we can list ecological problems and thin films deposition. In this thesis the construction and operation of a DC arc discharge plasma reactor with simple design and low cost have been developed. The electrical parameters were measured for argon and hydrogen plasmas. Arc stability data was obtained and analyzed for. uses in application that requires more stable flame. The high brilliance and power were delivered by the plasma by the raisingwork pressure, pointing to-an increase of the plasma temperature. As an example of technological application we prepared two types of substrates, silicon (111) and molybdenumfor diamond thin film deposition. Beside we have found some dificulties with the correct reading and control of the substrate temperature and plasma stability, these tests detected some signs of diamond growth on silicon substrate and on molybdenum only an intermediate layer of 'Mo IND.2 C¿ were found. We have shown that trns reactor is technically applicable for thin films deposition. Due its flexibilityit can be extended to others applications with small changes on its configuration / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Peter Jurgen Tatsch, Jose Alexandre Diniz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-26T08:12:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sotero_AnnaPauladaSilva_D.pdf: 5591978 bytes, checksum: facb394156f11ef20e8b46319d5225bc (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho descreve a obtenção e caracterização de filmes finos e ultra-finos de óxido (SiO2) e oxinitreto de silício (SiOxNy)em sistema "home-made"de plasma remoto (RP) de baixa temperatura. O sistema RP, com gerador de microondas de 2.45GHz e potência de saída de 6OOW,permite a formação de filmes tanto por processos de deposição (RPCVD) como pelo processo de oxidação (RPO). Os filmes foram caracterizados por elipsometria, perfilometria, por taxa de decapagem, microscopia eletrônica de transmissão (TEM), por espectrometria de absorção de intra-vermelho (FTIR), por espectrometria de fotoelétron de raios-x (XPS), por espectrometria de massa do íon secundário SIMS), medidas de capacitância versus tensão (C-V) e medidas de corrente versus tensão (1-V). As espessuras dos filmes produzidos variaram de 3nm a 160nm, as densidades de carga efetivas entre 1.7xl010/cm2eT5xlp12/cm2 e o campo de ruptura dielétrica foi de até 18.3MV/cm...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: This work describes the formation and the characterization of thin and ultra-thin silicon oxide (SiO2) and oxynitride (SiOxNy) films formed by a home-made low temperature remote plasma system (RP). In this system, a 6O0W, 2.45GHz microwave generator, allows the formation of films by deposition (RPCVD) and oxidation (RPO) processes. The films were characterized by ellipsometry, profilometry, etching rate, transmission electronic microscopy (TEM), fourier transform infrared spectrometry (FTIR), x-ray photoeletron spectrometry (XPS), secondary ion mass spectrometry (SIMS), capacitance versus voltage (C-V) and current versus voltage (I-V) measurements. The films presented thicknesses ranging trom 3nm to 160nm, effective charge densities ranging ITom 1.7xlOlO/cm2to 2.5xlO12/cm2and dieletric breakdown fields of 18.3MV/cm...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Munemasa Machida / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-28T16:01:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daltrini_AndreMascia_M.pdf: 1161432 bytes, checksum: 799c40cd33bc96bb37588fb2b3c31e40 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Neste trabalho, as emissões de hidrogênio, hélio e impurezas (carbono e oxigênio) no visível e no ultravioleta no vácuo (UVV), foram estudadas através de um conjunto de quatro espectrômetros instalados no tokamak NOVA-UNICAMP. Pela primeira vez no país, foi utilizada a espectroscopia no UVV para diagnóstico de plasmas confinados em tokamaks. Juntamente com o espectrômetro no UVV foi instalado um sistema de vácuo entre este e o tokamak, para impedir a absorção, pelo ar, da radiação com comprimento de onda inferior a 1850 Å. Com um dos espectrômetros no visível, foi montado um conjunto de lentes para aumentar a quantidade de luz incidente no aparelho. Estes dois espectrômetros foram alinhados e tiveram seus alargamentos instrumentais medidos por técnicas diferentes, devido ao máximo comprimento de onda detectado pelo aparelho no UVV (6000 Å, menor que o do laser de He-Ne, 6328 Å ). As descargas do tokamak (ainda que não sejam ideais), apresentaram uma melhora significativa durante este trabalho, principalmente após o estudo da atmosfera no interior da câmara de vácuo da máquina, efetuado com um analisador de gás residual. Ainda assim, detecta-se nos sinais ópticos e da voltagem de enlace, oscilações que podem estar relacionadas com a interação do plasma ou do feixe de elétrons fugitivos (runaway) com o limitador, levando a um aumento da densidade e diminuição da temperatura do plasma. O cálculo da temperatura iônica foi efetuado através das medidas do alargamento Doppler das linhas de HeI e HeII em um plasma de hélio, e de OII, CIII e CIV (este último no UVV) em um plasma de hidrogênio. Em descargas de limpeza, o HeI apresentou temperaturas baixas (alguns poucos eV), mas em descargas tokamak sua temperatura ficou acima dos 20 eV. As medidas de HeII, realizadas com uma pressão de base ruim (10 -6 Torr), revelaram baixas temperaturas, inferiores a 20 eV até 5,3 ms. Os íons de OII apresentaram uma temperatura iônica entre 20 e 30 eV, e os de CIII chegaram a aproximadamente 50 eV após 5,0 ms. Já o CIV atingiu um temperatura de pelo menos 60-80 eV, mesmo nos instantes iniciais da descarga. O perfil da linha de La (1216 Å) foi também medido, mas a temperatura iônica do hidrogênio não foi calculada por causa do grande alargamento instrumental do espectrômetro no UVV. Mesmo assim, a evolução temporal das linhas das séries de Balmer (no visível) e Lyman (no UVV) foram comparadas, servindo como um primeiro teste para medidas posteriores que levarão ao cálculo do tempo de confinamento e taxa de reciclagem de partículas. Com a medida das linhas de impurezas foi determinado o menor comprimento de onda detectado pelo espectrômetro, 904 Å (CII). Além disso, foi também comparado o perfil temporal das linhas de carbono com diferentes graus de ionização em descargas de limpeza. Este trabalho de tese é o primeiro realizado no tokamak NOVA-UNICAMP, antigo tokamak NOVA II (vindo da Universidade de Kyoto-Japão), depois de sua instalação em nosso laboratório pelo professor Masayuki Fukao / Abstract: The hydrogen, helium and impurities (carbon and oxygen) emissions, in visible and vacuum ultraviolet (VUV) spectra, have been studied by a set of four spectrometers installed on NOVA-UNICAMP tokamak. The VUV spectroscopy has been set for the first time to study tokamak confined plasmas in our laboratories. Between the tokamak and the VUV spectrometer, a vacuum pipe system has been installed to avoid the radiation absorption by the air. With one of the visible spectrometers, a lens set has been assembled to improve the light signal. The spectrometers alignment and instrumental broadening measurements were done by different methods (since our VUV spectrometer measures wavelength up to 6000 Å, value lower than He-Ne laser wavelength, 6328 Å, used for usual alignments). Although the tokamak discharges are not the ideal ones, a good advance has been obtained in this work, mainly after the study, using a partial pressure analyzer, of the vacuum chamber residual gas. However, oscillations detected in loop voltage and optical signals seems to be related with a plasma/limiter interaction, resulting in a higher plasma density and lower temperature throughout the discharge. The ion temperature determinations (HeI and HeII in helium plasma, and OII, CIII and CIV in hydrogen plasma) have been done by Doppler broadening line measurements. In glow discharges, from the HeI spectra, the ion temperature reached a few eV, and in tokamak discharges its mean temperature calculated (up to 6.2 ms) was 28,9 eV. The HeII measurements, realized with a worse base pressure (~ 10 -6 Torr), lead to lower temperatures, bellow 20 eV up to 5.3 ms. The temperature calculated from impurities were: OII ~ 20-30 eV; CIII - up to 50 eV; and from CIV, at least 60-80 eV. The La(1216 Å) profile has been also measured, but the hydrogen temperature was not calculated, due to the VUV spectrometer instrumental broadening. Nevertheless, the Balmer and Lyman series emissions have been compared, as a first test for particle confinement time calculations. By the measurements of impurity lines (CII 904 Å), the lower wavelength detectable by our VUV spectrometer is found to be about 900 Å. Also, the temporal profile of carbon lines, with different degrees of ionization, have been compared in glow discharges. This thesis work is the first realized in NOVA-UNICAMP tokamak, former NOVA II tokamak from Kyoto University - Japan, after its installation during the visit of Prof. Dr. Masayuki Fukao in our Plasma Laboratory / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Aruy Marotta / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-10T20:43:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bubliyeuski_DzmitryAlexandrovich_D.pdf: 2691341 bytes, checksum: 7b8e0d82f84d333a723eb14e64832cf3 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Uma nova técnica de diagnóstico, denominada termo-espectroscópica, foi introduzida neste trabalho para estudo da interação do arco elétrico com o catodo frio de cobre numa instalação coaxial magnética, com catodo não-refrigerado, operando em gases plasmagênicos ar e nitrogênio. A técnica foi aplicada ao estudo da velocidade de rotação da mancha do arco e da densidade efetiva de corrente na mancha. Estes parâmetros têm estreita relação com o fenômeno da erosão de eletrodos frios. A nova técnica combina a técnica óptico-espectroscópica e a técnica térmica, e se baseia na teoria térmica da erosão. Por espectroscopia, registra-se a evolução temporal da intensidade da linha de emissão do vapor de cobre. Pelo método térmico, registra-se a evolução da temperatura da superfície do eletrodo. A técnica permite um grande aumento na sensibilidade de detecção do ponto de transição do regime de micro para macroerosão, através da observação do abrupto aumento da intensidade da linha espectral do cobre. Observamos que para o regime de microerosão, a velocidade é sempre maior, e a dispersão da velocidade sempre menor que na macroerosão. Esse fato confirma a existência de uma força de arraste superficial ao movimento do arco, que pode ser proporcionada pela fusão do eletrodo, por jatos catódicos e/ou por óxidos na superfície do eletrodo. A densidade de corrente na mancha apresenta um grande crescimento para valores baixos do campo magnético e certa saturação para altos valores. Para o ar foi observada uma forte influência dos óxidos na mobilidade da mancha, que é significativamente maior do que com nitrogênio. A diferença entre medidas obtidas no ar e nitrogênio é atribuída ao processo de decomposição de óxidos na superfície, que afeta a determinação correta do ponto de transição. O estudo experimental realizado nesta tese permite uma melhor compreensão dos fenômenos que ocorrem em manchas de arcos elétricos de eletrodos frios / Abstract: In the present work a new diagnostic technique, named thermo-spectroscopic one, was introduced for study of the interaction of the electric arc with a cold copper electrode using the coaxial magnetic installation with non-refrigerated cathode operated in air and nitrogen. The technique was applied to the measurement of the arc spot rotation velocity and the effective spot current density. These parameters have a direct relation with the phenomenon of the cold electrode erosion. The new technique combines the optic-spectroscopic method and the thermal method, and is based on the erosion thermophysical theory. Using spectroscopy, the temporal evolution of the intensity of the copper vapor emission line was registered. Via the thermal method, the evolution of the electrode surface temperature was recorded. By the observation of the abrupt increase of the copper spectral line intensity, the new technique permits a significative increase in the sensibility of the detection of the transition from the microerosion process to the macroerosion one. It was observed that the arc velocity for the microerosion regime is always higher and the velocity dispersion is always lesser then the ones for the macroerosion regime. This fact confirms the existence of the surface drag force to the arc movement, which can be provided by the electrode fusion process, by cathode jets and/or by oxides formed on the electrode surface. The arc spot current density presents a high growth for the low values of the magnetic field and certain saturation for the high values ones. For the air, a strong influence of oxides on the spot mobility was observed, that is more significant then the one for the nitrogen. The difference between the measurements for the air and the nitrogen is attributed to the oxide decomposition process on the electrode surface that affects the correct transition point determination. The experimental study, carried out in this thesis, allows a better understanding of the phenomenon taking place in cold electrode arc spots / Doutorado / Física de Plasmas e Descargas Elétricas / Doutor em Ciências

Orientadores : Jacobus W. Swart, Stanislav A. Moshkalyov / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T03:48:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ReyesBetanzo_Claudia_D.pdf: 8994110 bytes, checksum: 74e9d01d5a7a43f73de22638b48cc39a (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Esta tese apresenta os resultados do desenvolvimento e da otimização de uma tecnologia própria na área de fabricação de dispositivos CMOS e Microssistemas, realizados no Centro de Componentes Semicondutores da UNICAMP, pretendendo desenvolver processos em uma das técnicas mais críticas da microfabricação: corrosão de materiais por plasmas. Neste trabalho foram desenvolvidos processos de corrosão dos seguintes materiais: nitreto de silício (SiNx), óxido de silício (SiO2) e silício policristalino implantado com fósforo, usados na fabricação de dispositivos CMOS, além de silício monocristalino usado na fabricação de Microssistemas. Cada processo de corrosão foi desenvolvido em base às características específicas requeridas do processo de fabricação tais como a taxa de corrosão, seletividade, anisotropia e qualidade da superfície. Para os processos de corrosão foram usados dois equipamentos diferentes: um reator para corrosão iônica reativa (RIE) e um reator para corrosão por ressonância ciclotrônica de elétrons (ECR). Para analisar os mecanismos de interação plasma-superfície no reator RIE, foi realizada uma caracterização do plasma através de dois modelos teóricos e por técnica de espectroscopia óptica (actinometria). Com isto, foi possível obter informações adicionais sobre a distribuição de potência no plasma e a cinética dos processos no plasma e na superfície, a partir dos parâmetros mensuráveis. Para a corrosão de SiNx desenvolveram-se diferentes processos usando várias misturas de gases em dois reatores diferentes, RIE e ECR. As características requeridas para este processo foram: uma taxa de corrosão relativamente alta, alta seletividade para SiO2 e Si e boa qualidade da superfície. No caso de corrosão RIE, foram usadas as misturas CF4/H2, CF4/O2/N2, SF6/O2/N2, SF6/CH4/N2 e SF6/CH4/N2/O2. Foi possível obter processos com alta taxa de corrosão (até 47nm/min), altas seletividades para SiO2 e Si (em torno de 6 e 10, respectivamente) e boa qualidade da superfície na interface SiNx/SiO2 (rugosidade média ~ 5 A). No caso da corrosão ECR foram usadas as misturas SF6/O2/N2 e SF6/O2/N2/Ar. Foi possível obter processos com taxas de corrosão altas (até 28 nm/min) e melhores seletividades SiNx/SiO2 e SiNx/Si (até 50 e 20, respectivamente ). Para SiO2, a principal característica requerida do processo foi uma alta seletividade para Si. Foi desenvolvido um processo híbrido altamente seletivo SiO2/Si (~30) por corrosão iônica reativa, usando as misturas SF6/Ar e CF4/H2/Ar. Para a corrosão de silício policristalino implantado com fósforo, foi necessário desenvolver processos com alta seletividade e anisotropia. Foram usadas diversas misturas de gases à base de flúor e cloro, SF6/CH4/N2, SF6/CF4/N2, SF6/CF4/CHF3 e SiCI4/CF4 no reator RIE. Foi possível obter processos com boa seletividade (até 6), e alto fator de anisotropia (~1,0). Para a corrosão profunda de silício monocristalino é necessária uma alta taxa de corrosão e anisotropia. Usando as misturas SF6/CH4/O2/Ar, SF6/CF4/O2/Ar, SF6/CHF3/O2/Ar no reator RIE, chegou-se a processos com uma taxa de corrosão alta (até 0,6 mm/min) e alta anisotropia (~0,95). Para gravação de resistes (usados como máscara contra a corrosão), foram usadas duas técnicas: fotolitografia (estruturas com largura mínima até 1 mm) e litografia por feixe de elétrons (largura mínima até 0,25 mm). Com a última, estruturas sub-micrométricas (até 0,1 mm) foram fabricadas com sucesso em filmes de Si-poli. Discutiram-se os mecanismos de corrosão para cada processo desenvolvido e as perspectivas de melhorar os processos / Abstract: This thesis presents the results of development and optimization of a proper technology in the area of CMOS devices and Microsystems manufacturing, carried out in the Center for Semiconductor Components, UNICAMP, aiming to develop processes in one of the most critical techniques of the microfabrication: plasma etching. In this work we developed etching processes of the following materials: silicon nitride (SiNx), silicon oxide (SiO2) and polycristalline silicon implanted with phosporus, used in the manufacturing of CMOS devices, and monocrystalline silicon used in the manufacturing of Microsystems. Each etching process was developed according to the specific characteristics required for the manufacturing process such as the etch rate, selectivity, anisotropy and quality of the surface. For the etching processes two different equipments were used: a reactor for reactive ion etching (RIE) and a reactor for electron cyclotron resonance etching (ECR). To analyze the plasma-surface interaction mechanisms in the RIE reactor, plasma characterization employing two theoretical models and an optical spectroscopy technique (actinometry) was made. By doing so it was possible to obtain information on the power distribution in the plasma and on the kinetics of the processes in the plasma and on the surface, using measurable parameters. For the etching of SiNx, different processes using a number of gas mixtures in two different reactors, RIE and ECR, were developed. The requirements for these processes were: a relatively high etch rate, high selectivity over SiO2 and Si, and good surface quality. In the RIE case, CF4/H2, CF4/O2/N2, SF6/O2/N2, SF6/CH4/N2 e SF6/CH4/N2/O2 gas mixtures were used. Processes with high etch rates (as high as 47nm/min), high selectivities over SiO2 and over Si (up to 6 and 10, respectively), and good surface quality at the SiNx/SiO2 interface (roughness as low as ~5 A) were obtained. In the ECR case, SF6/O2/N2 and SF6/O2/N2/Ar gas mixtures were used. Processes with reasonably high etch rate (up to 28 nm/min), and better selectivities SiN/SiO2 and SiNx/Si (as high as 50 and 20, respectively) were realized. For the SiO2 etching, the main characteristic required was a high selectivity over Si. A hybrid process, highly selective to Si (up to ~30) was developed for reactive ion etching, by using the SF6/Ar and CF4/H2/Ar gas mixtures. For the etching of polysilicon it was necessary to develop processes with high selectivity and anisotropy. A number of gas mixtures based on fluorine and chlorine, namely SF6/CH4/N2, SF6/CF4/N2, SF6/CF4/CHF3 e SiCI4/CF4 were used in the RIE reactor. Processes with good selectivity (up to 6), and high factor anisotropy (~1.0) were developed. For the deep monosilicon etching, a high etch rate and anisotropy are necessary. The SF6/CH4/O2/Ar, SF6/CF4/O2/Ar, SF6/CHF3/O2/Ar gas mixtures were used in in the RIE reactor. Processes with reasonably high etch rate (up to 0.6 mm/min) and high anisotropy (as high as ~0.95) were obtained. For lithography of resists (used as masks against the etching), two different techniques were used: photolitography (for structures with the minimum width of 1 mm) and electron beam litography ( or the minimum width of 0.25 mm). With the latter, submicron structures (as low as ~ 0.1 mm) were manufactured successfully in films of polysilicon. For each process developed, the etching mechanisms are discussed, as well as the perspectives to improve the characteristics of these processes / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Munemasa Machida / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:44:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daltrini_AndreMascia_D.pdf: 5806567 bytes, checksum: dc8d9fe4448686f75e4098a8b6b0ee39 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Apresentamos nessa tese uma gama variada de trabalhos ligados à espectroscopia em plasmas confinados magneticamente. Discutimos desde a aplicabilidade de modelos atômicos às medidas espectroscópicas, até técnicas de calibração absoluta dos espectrômetros e determinação de diversos parâmetros do plasma de hidrogênio confinado no tokamak NOVA-UNICAMP. Para tais medidas utilizamos dois espectrômetros, um no visível e outro no ultravioleta do vácuo (UVV), junto com outros diagnósticos instalados em nossa máquina. Para a utilização com o espectrômetro no UVV, foi ainda adquirido um detector multicanal, constituído basicamente de uma placa MCP acoplada a um CCD, permitindo assim desenvolver um diagnóstico bastante sofisticado em nossa máquina. Apresentamos com detalhes os processos de instalação e ajustes dos equipamentos utilizados. Destacamos os processos de calibração absoluta por diferentes métodos: lâmpada padrão, medidas de pares espectrais (branching ratio) e, como novidade, as medidas de pares espectrais e posterior cálculo da densidade do estado fundamental (dependente da temperatura). Comparamos a precisão de cada método, bem como suas aplicabilidades. Desenvolvemos também um novo método mais preciso para medidas de tempo de confinamento de partículas (t p), comparando várias emissões do hidrogênio, e fazendo um ajuste das tabelas de Johnson Hinnov para parâmetros mais apropriados para o nosso plasma. Como resultados, obtivemos como valores de t p 1,35 e 2 ms (para descargas diferentes). Mais importante do que calcular t p foi também determinar os valores de densidade e temperatura eletrônicas médias pela emissão do hidrogênio, e assim obter o melhor perfil radial dessas grandezas. Através das medidas do valor absoluto das emissões espectrais e do alargamento de suas linhas, calculamos a densidade e temperatura iônica das principais impurezas do plasma. Como resultados, observamos o oxigênio como principal impureza (seguido do carbono), com destaque para a presença de OIII, OIV e OV, além do OVI na segunda metade da descarga. Como temperaturas iônicas típicas, obtivemos valores entre 30 e 60 eV (sem uma diferença acentuada no valor entre os íons de maior e menor ionização). Comparamos a medida de Zeff por três métodos: radiação contínua do plasma, soma das densidades iônicas e fórmula de Sptizer. Para o primeiro método calculamos com precisão os valores do fator de Gaunt e incluímos efeitos de recombinação eletrônica. Contudo, os valores resultantes pelas medidas não se mostraram confiáveis, evidenciando a existência de outras fontes (que atribuímos à interação do plasma com a superfície da câmara) para a radiação medida. Já os outros dois métodos, principalmente na parte intermediária da corrente de plasma, apresentaram resultados próximos, com valor entre 2 e 2,5. Por fim, também analisamos como as descargas de limpeza e descargas com plasma de He influenciam nas condições de nosso plasma. Observamos uma grande dessorção de hidrogênio nos filmes de titânio no interior da câmara, depositados por sublimadores utilizados anteriormente na máquina, o que leva a um grande fluxo de hidrogênio durante a descarga, piorando as condições do plasma / Abstract: In this thesis we present results on a wide variety of experiments related to magnetically confined plasma spectroscopy. We discuss the applicability of atomic models to our spectroscopy measurements, spectrometers absolute calibration, as well as the determination of many parameters of the plasma confined in the tokamak NOVA-UNICAMP. For these measurements, we have used two spectrometers, one at visible spectra and the other in the vacuum ultraviolet (VUV) spectra, together with other diagnosis installed in our machine. We have acquired a multichannel detector, consisted basically on a MCP plate connected to a CCD device, for VUV spectrometer, which allowed a very sophisticated diagnosis in our machine. We present in detail the installation and the adjusting process of the above mentioned spectroscopic devices. In this topic, we emphasize the absolute calibration process for different methods: standard lamp, spectral pairs measurements (branching ratio), and as an innovation, the spectral pairs measurements calculating the ground state density (as a function of the temperature). We compare the precision of each method, as well as their applicability. We have developed a new method to obtain more accurate particle confinement time ( t p ) measurements, comparing some hydrogen emissions and the appropriated parameters in Johnson and Hinnov¿s tables for our plasma. As a result, we have obtained 1.35 and 2 ms for t p values (in different discharges). More important than calculating t p is the possibility to determine the mean electron density and electron temperature by hydrogen emission (from which we obtain the best radial profiles for these parameters). By the measurements of the absolute emission values and the broadening of these lines, we have calculated the ion density and the ion temperature respectively of the main plasma impurities. We have observed that the oxygen was the main impurity (followed by carbon), as represented by the presence of OIII, OIV and OV, besides the OVI in the second half of the discharge. As typical ion temperatures, we have obtained values between 30 and 60 eV (without any accentuated difference in the values for higher and lower ionization level ions). We have compared the Zeff measurements by three methods: plasma continuous radiation, ion densities sum, and Sptizer formula. For the first method, we have calculated precise gaunt factor values and we have included electronic recombination effects. However, the resulting values for these measurements did not show to be reliable, evidencing the existence of other possible sources (attributed to plasma/wall surface interaction) for the radiation measured. The other two methods have showed close results, mainly in the intermediated times of plasma currents, with values between 2 and 2.5. Finally, we have also analyzed how discharges cleaning and helium discharges influence our plasma conditions. We have observed a great hydrogen dessorption from titanium films in the inner wall vessel, which leads to a great hydrogen flux during the discharge, worsening considerably the plasma conditions / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Munemasa Machida / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica, Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-14T10:48:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_Fellypedo_M.pdf: 4493365 bytes, checksum: 50c2d66d1ba6fb6004585fe057e964e5 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho, foram feitas medidas simultâneas e três linhas e emissão e hidrogênio no tokamak NOVA-UNICAMP. A partir das medidas e brilho as emissões das linhas Ha , H b e Hg e fazendo uso de coeficientes que constam nas tabelas de Johnson e Hinnov, foi possível determinar temperaturas e densidades eletrônicas no plasma ao longo de descargas o tokamak. Para isto, foi utilizada, e aperfeiçoada, uma técnica desenvolvida num trabalho e doutoramento recente do nosso grupo, a qual faz uso do conceito de unicidade do tempo de confinamento de partículas. Os principais aprimoramentos realizados neste diagnóstico foram: utilização de três espectrômetros para medidas simultâneas das emissões e hidrogênio, instalação e fibras ópticas para coletar a luz emitida pelo plasma, adoção de um sistema de colimação para obter um certo grau e definição espacial nas medidas, uso de um maior número e valores e temperaturas na análise dos dados e desenvolvimento de um novo método (algorítimo) para obter os valores de temperaturas e densidades dos elétrons no plasma. As temperaturas e densidades eletrônicas médias obtidas ficaram em torno e 7,5 eV e 7,0 ·10 12cm-3, respectivamente. Estes valores estão entro do espera o para tais parâmetros na borda do tokamak NOVA-UNICAMP. Isto indica que este diagnóstico pode ser usado para monitorar ensidades e temperaturas e elétrons em plasmas gerados por tokamaks. Além isso, foram efetuados alguns experimentos com detectores multicanal e o gás hidrogênio foi trocado pelo hélio, na tentativa de mostrar a versatilidade do diagnóstico proposto. / Abstract: In this work, we have made simultaneous measurements of three hydrogen emission lines on our tokamak. From the measurements of absolute brightness of the Ha , H b e Hg lines an using data from Johnson an Hinnov table, was possible to determine electronic ensities an temperatures during the tokamak ischarges. For this,we have used, an refined, a technique developed in a recent PhD thesis in our work group. This technique uses the concept of particle confinement time uniqueness. The main upgrades made in this diagnostic were: the use of three spectrometers for simultaneous measurements of the hydrogen emissions, installation of optical fibers to collect the light emitte by the plasma, adoption of a collimation system for having some spatial definition of the measurements, use of a greater range of temperature values uring the data analysis and development of a new method (algorithm) for obtaining the electronic densities and temperatures in the plasma. The average temperature and density obtained was about 7.5 eV and 7.0 ·1012cm-3, respectively. The results obtained are in accordance with the expected values for these parameters at the edge of the NOVA-UNICAMP tokamak plasma. This indicates that this diagnostic can be used to monitor the electronic densities and temperatures in tokamak plasmas. Additionally, we have made experiments with multichannel detectors, and the hydrogen gas was replaced by helium, in an attempt to show the versatility of the proposed diagnostic. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Antonio Gomes Trigueiros / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-24T08:43:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TamarizLuna_FernandoRemigio_D.pdf: 5398666 bytes, checksum: fe214829c319e44de808647e6e77588c (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Esse trabalho de tese versa sobre O estudo detalhado dos espetros atômicos de emissão do gás nobre xenônio e dos íons atômicos do rubídio, que pertence aos metais alcalinos, usando como fonte espectral um theta-pinch combinado com um vaporizador de metais. Também, é feita uma revisão do espectro do silício nove vezes ionizado, Si X, determinando-se por um método semiempírico os parâmetros atômicos, forças de osciladores ponderadas e tempos de vida para esse íon. Para a análise da estrutura atômica usamos o código computacional desenvolvido pelo prof. R. O. Cowan, nos cálculos multiconfiguracionais de Hartree-Fock. Para o xenônio seis vezes ionizado (Xe VII) 27 novas transições são classificadas, e 11 novos níveis de energia são determinados. As configurações que foram estudadas são: 5p2, 5p5d e 5s5d. O estudo do átomo do rubídio foi dividido em várias etapas. Inicia-se com uma revisão completa da lista de dados experimentais observados por diferentes autores para o espectro do rubídio neutro ( Rb I) , para depois construirmos uma lista completa de comprimentos de onda e níveis de energia de interesse para espectroscopia, estudo de materiais e medicina. Para a análise do espectro de rubídio cinco vezes ionizado ( Rb VI ) usamos as seqüências isoeletrônicas do Ge I e o código computacional de Cowan, encontrando-se um total de 11 transições prováveis originadas da configuração excitada 4s24p4d para a configuração fundamental 4s24p2. É realizado um estudo preliminar dos diferentes íons de rubídio, observando resultados de comprimentos de onda compatíveis com as publicações de vários autores, dando assim credito a nosso trabalho. Depois da classificação para os íons observados de Rb III té Rb VIII, foram achados 246 transições que são listadas numa tabela. Realizamos o cálculo das forças de osciladores ponderadas ( gf) para 123 transições e os tempos de vida para 70 níveis de energia do espectro do Si X / Abstract: This thesis is devoted to a detailed study of the emission atomic spectra of the rare gas Xenon and the alkaline metal Rubidium, using a theta-pinch as a spectral source. A revision of nine times ionized Silicon spectrum, Si X, is also done. In order to analyse the atomic structure we use the computational code developed by Prof. R. D. Cowan, for the Hartree-Fock multiconfigurational calculations. For the six times ionised Xenon ( Xe VII) 27 new transitions are classified and 11 new energy levels are determined. The studied configurations are: 5p2, 5p5d e 5s5d. The study of Rubidium atom was divided in several steps. A complete revision of experimental data observed by different authors, for the case of neutral Rubidium ( Rb I) was started. A complete list of wavelengths and energy levels, of interest for spectroscopy, material sciences and medical studies, is constructed. In order to analyse the five times ionized Rubidium spectrum ( Rb VI ) , we used the isoeletronic sequence of Ge I and the computational code, finding a total of 11 probably transitions originated from the 4s24p4d excited configuration to the fundamental configuration 4s24p2 .A preliminary study of different Rubidium atomic is, done by looking for wavelengths compatible with published data of several authors, giving in such way credibility to our work. After classification, for the observed Rb III to Rb VIII ions, 246 transitions are reported in a table. We also did the calculation of weighted oscillator strengths ( gf) for 123 transitions and the lifetimes for 70 energy levels of Si X spectrum / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Las enfermedades cardiovasculares representan un importante desafío de salud pública debido a su alta morbilidad y mortalidad, especialmente aquellas que resultan en el estrechamiento o bloqueo de los vasos sanguíneos con un diámetro luminal inferior a 6 mm. Aunque la sustitución de vasos sanguíneos dañados mediante injertos vasculares es una modalidad de tratamiento común, los resultados a largo plazo, especialmente en diámetros pequeños (igual o menor a 6 mm), aún presentan deficiencias en comparación con los vasos autólogos. La investigación actual se centra en comprender los requisitos de los materiales para emular la matriz extracelular, mejorando la biocompatibilidad y hemocompatibilidad. El PTFE (politetrafluoroetileno) es un polímero ampliamente utilizado en el desarrollo de injertos vasculares, pero su marcada hidrofobicidad presenta desafíos, como la limitación de la endotelización y el riesgo de trombogenicidad. El tratamiento con plasma se adopta como práctica alternativa para mejorar las propiedades superficiales del PTFE, aunque la falta de métodos estandarizados para evaluar la hemocompatibilidad de los biomateriales sigue siendo un desafío. Por ello, en el presente estudio, se modificaron las propiedades superficiales del PTFE mediante la aplicación de plasma. En la primera fase, se determinó que, para muestras de PTFE con un grosor de 2 mm, el plasma ideal se caracteriza por 5W-15min en condiciones de una presión base de 4x10-4 mbar y una presión de trabajo de 4x10-2 mbar, logrando reducir el ángulo de contacto inicial de 105.95° a 88.86° y, consecuentemente, generando una superficie más hidrofílica. Contrariamente, se observó que potencias superiores a 15W resultaron en una mayor hidrofobicidad. En la segunda fase, se diseñaron muestras que simularon las paredes internas de los injertos vasculares de pequeño diámetro fabricados con PTFE. Estas muestras contenían agujeros con diámetros comprendidos entre 2 y 6 mm. Se organizaron en cinco grupos y se sometieron a tratamientos de plasma cercanos al valor ideal de 5W-15min bajo las mismas condiciones de presión, con el objetivo de evaluar la posibilidad de mejorar aún más los resultados obtenidos previamente. Sin embargo, los análisis revelaron que la reducción del ángulo de contacto variaba según el diámetro analizado. Las imágenes de Microscopía Electrónica de Barrido revelaron alteraciones notables en la topografía de las muestras tratadas. Se concluyó que, la formación de superficies más uniformes con una topografía con muchas microrugosidades está directamente relacionada a las muestras tratadas con mayor potencia y a las superficies más hidrofóbicas. Los resultados de la espectroscopía Raman revelaron cambios significativos en las intensidades relativas de las vibraciones. Pero, la relación entre las intensidades de vibración y la hidrofilicidad no es siempre lineal y puede estar influenciada por otros factores. Los resultados de tiempo de envejecimiento muestran un incremento del ángulo de contacto hasta el día 4, sin embargo, luego el ángulo disminuye en todas las muestras analizadas, inclusive llegando a ser menores que los valores obtenidos inmediatamente luego del tratamiento. Esto podría deberse al incremento de oxígeno en la superficie debido al oxígeno residual de la cámara de plasma. Por lo cual, se esperaría que la superficie activada reaccionará con la atmosfera generando diferentes estructuras oxidadas a lo largo del tiempo analizado.