Instrumentação para Deposição de Filmes Finos com Campo Magnético a Altas Temperaturas

Magnetização, Filmes Finos, Temperatura, Sputtering, Instrumentação.

Neste trabalho, foi desenvolvida uma instrumentação para possibilitar o crescimento de filmes finos com aplicação de campo magnético e altas temperaturas no substrato. A instrumentação projetada se baseia em ímãs permanentes para gerar campo magnético e é projetada para permitir alcançar até 500 °C na amostra sem desmagnetizar os ímãs, graças à inclusão de separadores térmicos e ajustes estruturais que aumentam o caminho térmico. O sistema desenvolvido permite a deposição simultânea de até 4 amostras com a mesma temperatura e condições distintas de campo magnético, no plano do substrato, fora do plano e campo nulo (blindado). Para produzir o campo no plano utiliza-se ímãs cúbicos arranjados em geometria Halbach, enquanto para o campo fora do plano utiliza-se imãs de simetria axial magnetizados paralelo ao eixo de simetria (semelhante a um alto-falante). Protótipos baseados em conceitos mecânicos distintos foram elaborados e impressos por manufatura aditiva até se chegar a um modelo que une robustez mecânica, facilidade de usinagem, facilidade de montagem e principalmente isolamento térmico. O comportamento térmico em função do tempo do último modelo elaborado foi simulado usando o software Ansys, com dados iniciais animadores, apesar das limitações da versão acadêmica. As etapas seguintes do projeto são a aquisição dos materiais, usinagem das peças, montagem dos imãs, teste em condições reais de deposição no Sputtering da UFRN, culminando na aplicação em estudos sobre crescimento de filmes finos.