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Previous issue date: 2013-03-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / There is a relevant potential for multilayered films in many areas of technological interest once they may combine in just one sample convenient mechanical, optical, electrical and magnetic properties, resulting in an upgrade of the original monolayer films. However, it is quite important to take into account that its production evolves chemical and crystallographic compatibility of the materials and a correct understanding of the stresses and deformations that result from the contact between different materials with quite different characteristics. The objective of this work is to build a three-dimensional model that may describe the relation between the stress in a multilayered film deposed on a thick substrate and the curvature of the sample. It is used the minimization of the deformation energy of the sample in elastic regime. This method is quite simple which is a advantage when compared with tensor procedures, allowing an easier identification of the terms as well as the reduction of the complexity of the calculations. The work starts by the motivation for the study of the stress in monolayer and multilayered films, followed by a presentation of the theoretical and experimental implications of the theme. Then, a more complete description of the methodology used and of the model itself is presented, including the identification of the corrections terms for the well-known Stoney equation. Finally, it is presented a validation of the model, by means of a comparison between its results and the values obtained by other theoretical models, taking as standard results obtained by finite element simulation that favors the model presented in this work. / Filmes compostos por múltiplas camadas de diferentes materiais possuem um potencial considerável para aplicações de interesse tecnológico, na medida em que a combinação dos materiais pode produzir coberturas com propriedades mecânicas, ópticas ou magnéticas superiores às obtidas com uma única camada de um único material. Também é evidente que sua produção envolve questões importantes como a compatibilidade cristalográfica e química, bem como uma correta caracterização das tensões e deformações em cada camada, evitando assim fissuras e delaminação entre as camadas. O objetivo desse trabalho é a construção de um modelo tridimensional que descreva a relação entre tensões e deformações em filmes finos depositados em multicamadas sobre substratos espessos. O método utilizado é o da minimização de energia de deformação da amostra em regime elástico. Esse método possui como vantagem significativa sua maior simplicidade em relação a abordagem tensorial, o que reduz a complexidade dos cálculos e permite uma mais fácil identificação dos termos envolvidos. Após a apresentação da motivação ao estudo do problema, bem como das diversas questões que envolvem a análise experimental e teórica do mesmo, é feita uma descrição mais completa da metodologia utilizada e do modelo teórico que é o foco deste trabalho. A seguir, é feita aplicação do modelo para amostras que se deformam como uma casca esférica e cilíndrica, com a identificação dos termos de correção à equação de Stoney. Finalmente, é feita uma comparação entre os valores obtidos pelo modelo e outros modelos teóricos, tomando-se como padrão os valores obtidos segundo uma simulação por elementos finitos, com um resultado favorável ao modelo proposto neste trabalho.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.udesc.br #179.97.105.11:handle/1980 |
| Date | 21 March 2013 |
| Creators | Kraisch, Alex |
| Contributors | Pureza, Júlio Miranda |
| Publisher | Universidade do Estado de Santa Catarina, Mestrado em Física, UDESC, BR, Física |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UDESC, instname:Universidade do Estado de Santa Catarina, instacron:UDESC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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