Desenvolvimento de Filmes Finos de ZnO e TiO2 por Pulverização Catódica para Sensores de Fibra Óptica - Silva, Daniela Andrade da (2022)
Neste trabalho foram produzidos e caracterizados filmes finos de óxido de zinco (ZnO) e de dióxido de titânio (TiO2) e dos metais puros (Zn e Ti), em substratos de vidro e em fibras ópticas, por pulverização catódica DC assistida por magnetrão, para aplicações em sensores de fibra óptica. Os parâmetros de deposição como a pressão parcial de oxigénio, a pressão de trabalho e a potência aplicada, foram otimizados de modo a obter filmes espelhados maximizando a reflectância. Os filmes depositados em substratos de vidro foram caracterizados por espectroscopia UV-Vis, difracção de raios-X (XRD) e microscopia electrónica de varrimento (SEM). No que diz respeito aos parâmetros de deposição, para os filmes de Zn e ZnO, a pressão de trabalho e a potência aplicada foram mantidas constantes, sendo apenas alterada a percentagem de oxigénio presente em cada filme. No entanto, para os filmes de TiO2, foram testados os três parâmetros em simultâneo. Para os filmes de Ti e TiO2 foi possível concluir que pressão de trabalho mais baixa e potência aplicada mais elevada conduz a filmes com reflectância superior. Através da análise dos filmes finos feita por difracção de raios-X confirmou-se que foram depositados filmes de Zn, ZnO, Ti e TiO2. Nas imagens de SEM foi possível verificar que a superfície dos filmes de óxido de zinco é mais rugosa que a superfície dos filmes de dióxido de titânio. Com o objectivo de desenvolver sensores de fibra óptica, foram depositados nas fibras ópticas clivadas os revestimentos mais promissores. No entanto, devido à rugosidade descrita anteriormente dos filmes de Zn e ZnO, apesar das fibras revestidas com estes filmes apresentarem reflectividade mais elevada, as cavidades formadas pelas fibras ópticas com estes revestimentos não apresentam o comportamento característico de uma cavidade Fabry-Perot. Por outro lado, conseguem ser formadas cavidades Fabry-Perot com sucesso, utilizando uma fibra monomodo e uma fibra com qualquer revestimento de Ti ou TiO2 estudado. Finalmente, foram selecionadas fibras ópticas revestidas por filmes de ambos os óxidos produzidos com diferentes condições de deposição para analisar a sua sensibilidade à temperatura.