Desenvolvimento de filmes finos por técnica de plasma, livre de bombeamento de vácuo, com incorporação de xenônio para uso potencial no tratamento de câncer

Autor(es)

Gustavo Alexandre Viana

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb Wataghin
• Data de defesa: 2010-05-08

Membros da banca

Francisco das Chagas Marques; Abner de Siervo; Lorena Pozzo; Márcia de Abreu Fantini; Monica de Mesquita Lacerda

• Orientador: Francisco das Chagas Marques

Resumo

Ao longo desse projeto de doutorado, foi projetado e construído um sistema de deposição de filmes, livre de bombeamento (LB) de gás(es) no decorrer dos processos e capaz de realizar deposições em duas modalidades: ¿Sputtering¿ e PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition). Amostras amorfas carbohidogenadas (a-C:H) do tipo diamantinas (DLC) e poliméricas (PLC) foram obtidas em deposições por PECVD, nas quais, variou-se o fluxo de gás metano (CH4 ¿ precursor). Com a redução dos fluxos, dentro das condições de deposição adotadas e da geometria de nosso sistema, são observados, para os filmes DLC (PLC), aumento da ordem de 83% (54%) para a taxa de deposição e queda de 44% (56%) no volume de CH4 consumido, para cada nm de filme depositado, porém, em razão da saturação da atmosfera de deposição por H2, não concomitante com o regime LB. Através de caracterizações optoeletrônicas, vibracionais e mecânicas, conforme se reduz o fluxo de CH4, observam-se comportamentos semelhantes em ambos os tipos de amostras depositadas para os valores do gap óptico e hidrogenação, sempre com as amostras do tipo PLC mais isolantes e hidrogenadas. Contudo, comportamentos distintos em relação ao índice de refração (n) e stress intrínseco são estabelecidos. Enquanto as amostras do tipo PLC apresentam-se praticamente não estressadas e com tendência de queda para o valor de , as do tipo DLC assistem ao crescimento de ambos os valores. Além disso, medidas de Raman no visível revelam aumentos para os valores da posição da banda G e razão ID/IG, conforme se reduz o fluxo de CH4, indicando aumento na proporção da razão sp2/sp3. Ainda para as amostras DLC, medidas de dureza mostraram ótimos resultados para este tipo de modalidade de deposição, chegando a valores de até ~20 GPa. Filmes amorfos não hidrogenados de carbono (a-C) foram depositados por ¿Sputtering ¿de um alvo de grafite em atmosferas de deposição compostas por Argônio (Ar) e Xenônio (Xe). Todas as deposições em atmosferas de Xe foram realizadas em regime LB, visando, com isso, além da economia no consumo de Xe, obter as condições de deposição que mais favorecessem sua incorporação por parte das matrizes de a-C. Da redução dos fluxos de Ar empregados nas deposições, os melhores resultados foram concomitantemente obtidos para o regime LB (diferente do que se observa em PECVD), onde um aumento de 70% na taxa de deposição foi acompanhado de uma queda de seis ordens de grandeza no volume de gás consumido para cada nm de filme depositado. Resultado este, excelente do ponto de vista de economia de gás(es). Assim como nas amostras depositadas por PECVD, nestas também foram realizadas caracterizações optoeletrônicas e mecânicas, as quais revelaram valores para o stress, gap óptico e n condizentes com amostras do tipo grafíticas (GLC). Medidas de efusão térmica, realizadas em amostras incorporadas de Xe, permitiram pela primeira vez, até onde sabemos, a determinação do coeficiente de difusão e da energia livre de difusão (~1.9 e V) para átomos de Xe aprisionados em uma matriz amorfa do tipo GLC. Procedimentos de ativação e posterior espectroscopia gama, conduzidos em amostras de a-C:Xe, confirmaram a capacidade de transmutação do isótopo estável 124Xe (abundância natural de 0.1%), via bombardeio de nêutrons térmicos e capturas eletrônicas, para o radionuclídeo 125I, muito utilizado em tratamentos anticancerígenos como o de próstata, por exemplo. Dessa forma, baseados nos resultados de ativação e detecção gama, na habilidade terapêutica do 125I e na bio/hemocompatibilidade dos filmes de a-C, nesse trabalho de doutorado, é proposto um modelo comercial para sementes clínicas, utilizadas em tratamentos localizados anticancerígenos denominados de Braquiterapia, baseadas em filmes amorfos de carbono incorporados do isótopo 124Xe (i.e., a-C:124Xe), com dose e atividade adequados para tal propósito (AU)

• Processo FAPESP: 04/13495-9 - Desenvolvimento de filmes finos por técnica de plasma livre de bombeamento de vácuo, com implantação de xenônio para uso potencial no tratamento do câncer
• Beneficiário: Gustavo Alexandre Viana
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado