Para medir a espessura de uma película, podem ser utilizados vários métodos, cada um com o seu próprio conjunto de requisitos e capacidades. A escolha do método depende de factores como a transparência do material, a precisão requerida e a informação adicional necessária. Apresentamos de seguida os principais métodos e os seus princípios:
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Profilometria de estilete: Este método envolve o varrimento físico de uma caneta sobre a superfície da película para medir a diferença de altura entre a película e o substrato. Requer a presença de uma ranhura ou degrau, que pode ser criado por mascaramento ou gravação. O estilete detecta a topografia e, a partir da altura medida, a espessura pode ser calculada. Este método é adequado para materiais não transparentes e permite uma medição mecânica direta.
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Interferometria: Esta técnica utiliza a interferência de ondas de luz para medir a espessura. Requer uma superfície altamente reflectora para produzir franjas de interferência. As franjas são analisadas para determinar a espessura com base no comprimento de onda da luz utilizada. A interferometria é altamente precisa e pode ser utilizada para películas transparentes e reflectoras. No entanto, requer uma configuração cuidadosa para garantir uma análise exacta das franjas.
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Microscopia Eletrónica de Transmissão (TEM): A TEM é utilizada para películas muito finas, normalmente na gama de alguns nanómetros a 100 nm. Envolve a obtenção de uma vista em corte transversal da película e a sua análise num microscópio eletrónico. O feixe de iões focalizado (FIB) é frequentemente utilizado para preparar a amostra. Este método fornece imagens de alta resolução e pode também revelar pormenores estruturais da película.
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Espectrofotometria: Este método ótico utiliza o princípio da interferência para medir a espessura da película. É eficaz para películas com espessuras entre 0,3 e 60 µm. O espetrofotómetro mede a intensidade da luz após a sua passagem através da película, e os padrões de interferência são analisados para determinar a espessura. Este método requer o conhecimento do índice de refração da película, que afecta o padrão de interferência.
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Espectroscopia de dispersão de energia (EDS): Embora seja utilizada principalmente para análise elementar, a EDS também pode fornecer informações sobre a espessura da película quando utilizada em conjunto com técnicas como a microscopia eletrónica de varrimento (SEM). Mede os raios X emitidos pela amostra quando bombardeada com electrões, o que pode indicar a presença e a espessura de diferentes camadas na película.
Cada um destes métodos tem as suas vantagens e limitações, e a escolha do método depende dos requisitos específicos da película que está a ser analisada, incluindo as propriedades do material, a gama de espessuras e o nível de detalhe pretendido. Para obter medições precisas, é crucial considerar a uniformidade da película e a adequação da técnica de medição às características da película.
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