Determinação dos parâmetros para deposição de Nitreto de Nióbio (NbN) com gaiola catódica

Abstract

As maiores reservas lavráveis no mundo de Nióbio (Nb) se encontram no Brasil, predominantemente em Araxá município de Minas Gerais com 742 Mt (megatoneladas) e Goiás nas cidades de Catalão e Ouvidor com 82,7 Mt de pirocloro, mineral composto por 71% de oxido de nióbio. O Nióbio apresenta características únicas em modificar as propriedades dos materiais e assim se estabelece como uma matriz mineral de elevado potencial tecnológico, econômico e sustentável. Como vertente tecnológica se têm a síntese de filmes finos de NbN (Nitreto de Nióbio), que no presente trabalho foram depositados sobre os substratos de vidro e silício utilizando-se a técnica de gaiola catódica. Essa técnica foi escolhida devido sua versatilidade para a deposição de filmes finos e em virtude da sua utilização para deposição de NbN, observou-se a necessidade de se comprovar o mecanismo e eficiência na deposição de filmes de NbN e suas fases em materiais para aplicação tecnológica, como os aços e ferramentas. Para realização deste trabalho o sistema foi configurado em um reator de plasma com uma gaiola catódica submetida a uma tensão DC média de 690 V, corrente de 0,64 A, temperatura de trabalho 673,15 K e fluxo em sccm de misturas gasosas de H2 e N2 à uma pressão de 150 Pa por um período de 1 hora. As amostras obtidas foram caracterizadas por difração, fluorescência de raios-X e MEV para determinação da composição, fases e morfologia. Com base nos resultados obtidos identificou-se a condição mais adequada para deposição Nitreto de Nióbio, definindo-se em quais parâmetros ocorre a prevalência das fases δ-NbN cúbica e/ou δ’-NbN hexagonal no substrato de silício, dessa forma, oferece-se uma contribuição para o domínio na utilização deste mineral no desenvolvimento de novas tecnologias que agreguem valor à exploração deste recurso natural.