Analisi sperimentale del Parametro di Yasuda nella deposizione plasma-assistita a pressione atmosferica di film sottili con precursore organico (HMDSO) e ossigeno come gas reattivo

In questo elaborato viene indagata sperimentalmente la validità del parametro di Yasuda (W/FM; W: potenza accoppiata al plasma, FM: portata di precursore) come parametro di controllo per i processi di polimerizzazione plasma-assistita a pressione atmosferica di esametildisilossano (HMDSO) vaporizzato che includono una miscela di gas comprendente argon e ossigeno in una sorgente plasma di tipo corona jet. A tal fine, sono state studiate le caratteristiche elettriche della scarica di plasma in termini di forme d'onda di tensione e corrente e calcolo della potenza media per diversi valori di tensione di picco con miscele di gas comprendenti portate variabili di argon, HMDSO e ossigeno. Le attività di deposizione sono state effettuate su campioni in polietilene (PE) nelle due condizioni estreme di tensione di picco (6 kV e 12 kV) per diverse portate di HMDSO e ossigeno per un tempo di trattamento pari a 120 sec. Durante la deposizione è stato valutato il riscaldamento del substrato misurandone l’andamento della temperatura nel tempo. Le proprietà chimiche e morfologiche dei film depositati sono state caratterizzate per mezzo della spettroscopia ad infrarossi in trasformata di Fourier con riflettanza totale attenuata (ATR-FTIR) e della microscopia a scansione elettronica (SEM). Lo studio degli spettri FTIR dei coating realizzati in puro argon ha confermato la validità del parametro di Yasuda, mentre nel caso in cui venga introdotta una portata di ossigeno nel sistema la sua validità è stata valutata confrontando la composizione chimica e la morfologia di depositi associati allo stesso valore del parametro ma ottenuti in condizioni operative differenti. Il confronto ha evidenziato differenze sostanziali sia dal punto di vista chimico sia nella morfologia dei coating ottenuti in puro argon e quelli realizzati in presenza di ossigeno, dimostrando l’inefficacia del parametro di Yasuda come parametro di controllo per questo tipo di processi.