Stopping and Range of Ions in Matter data for polymeric materials simulating the process of plasma immersion íon implantation

Autores

  • Péricles Lopes SantAna Universidade Estadual Paulista - UNESP
  • Jose Roberto Ribeiro Bortoleto Universidade Estadual Paulista - UNESP
  • Nilson Cristino da Cruz
  • Elidiane Cipriano Rangel
  • Steven Frederick Durrant

DOI:

https://doi.org/10.17563/rbav.v39i1.1148

Palavras-chave:

Plasma immersion ion implantation, SRIM (Stopping and Range of Ions in Matter), Irradiated polymers.

Resumo

This work introduces the physicochemical surface properties of three commercial polymers: white polyvinyl chloride (PVC), polyethylene terephthalate (PET), and low-density polyethylene (LDPE) as results of plasma immersion ion implantation (PIII) using SF6 and N2 plasmas at low-pressure vacuum system. For comparison, SRIM calculations/ were used to access the following output data: ion range and distribution (screening a Gaussian histogram); number of backscattered ions nB; and vacancies produced nV according to Kinchin–Pease formalism. In both approaches (experimental and simulated), it was used as inputting data: the main ion implantation parameter: -1000 V of high-voltage negative pulses in PIII experiments which are matched to 1 keV of input energy data in the virtual SRIM environment using F+ and N+ as projectiles ions, rigid PVC, PET mylar and LDPE marlex as targets. The purpose was to associate the surface properties of the polymeric samples obtained in laboratory by PIII technique. SRIM results pointed: a low random scattering and penetration of ions in low fluency distributed in the polymeric matrix, owing to inelastic collisions, which the ranged from 0 to 350 nm of depth on target materials.

Biografia do Autor

Péricles Lopes SantAna, Universidade Estadual Paulista - UNESP

Péricles Sant'Ana é natural de Coronel Fabriciano-MG. Graduado em Engenharia de Produção na Universidade Federal de Viçosa - MG em agosto de 2007, concluiu o Curso de Mestrado e Doutorado em Ciência e Tecnologia de Materiais pela Universidade Estadual Paulista (UNESP), no período entre 2008 a 2014. Em seguida, desenvolveu: três meses de atividades de Pós doutoramento no Núcleo de Microscopia e Microanálise, vinculado ao Sistema Nacional de Laboratórios em Nanotecnologia (SisNano/2015) e um ano de Pós-Doutoramento no Instituto Tecnológico de Aeronáutica (CAPES/2015-2016). Tem experiência em Nanotecnologia e Tecnologia de Plasma, atuando nos seguintes temas: Técnicas de Deposição ou Tratamento superficial a plasma (sistema a vácuo), Tecnologia de filmes finos/revestimentos protetivos, Ensaios mecânicos, Acondicionamento de embalagens alimentícias poliméricas, sensores/dispositivos ópticos ou Microeletrônicos. Técnicas de caracterização de superfícies em escala nanométrica: Perfilometria, Molhabilidade a líquidos de prova, Microscopia Eletrônica, Microscopia de Força Atômica, Espectroscopia Raman, Espectroscopia Óptica/Elipsometria, Difração de Raios-X e Simulação computacional. Na área de Gestão, é certificado pelo CREA-SP, foi Auditor e Consultor ISO 9001-2008 com experiência profissional em Arranjo físico, Gestão de Projetos, Planejamento da Produção e Projeto de Produto.

Jose Roberto Ribeiro Bortoleto, Universidade Estadual Paulista - UNESP

Possui graduação em Física pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho(1997), mestrado em Física pela Universidade Estadual de Campinas(2000), doutorado em Física pela Universidade Estadual de Campinas(2004) e pós-doutorado pela Pennsylvania State University(2009). Atualmente é Professor Associado da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Revisor de periódico da Solid State Communications, Revisor de periódico da Arabian Journal for Science and Engineering. Section B: Engineering, Revisor de periódico da Journal of Materials Science. Materials in Electronics e Revisor de periódico da Applied Physics Letters. Tem experiência na área de Física, com ênfase em Física da Matéria Condensada. Atuando principalmente nos seguintes temas:Pontos Quanticos, microscopia de força atômica, Epitaxia de Feixe Químico, Single Electron Transistor, InP/InGaP e filmes semicondutores.

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Publicado

2020-05-31

Edição

Seção

Superfícies e Filmes Finos