Prove di realizzazione mediante paste conduttive di un elettrodo di un trasduttore con film in AlN depositato mediante magnetron sputtering per applicazioni ad alta temperatura

Il presente lavoro di tesi è frutto delle attività sperimentali condotte presso il Laboratorio di Materiali Micro e Nano Strutturati “M. Bagatin” del DII-Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Padova. Il contesto è quello della realizzazione di un trasduttore piezoelettrico per applicazioni ad alta temperatura. Si è proceduto alla realizzazione di una struttura che permettesse di utilizzare come semplice modello interpretativo quello del condensatore piano a piastre parallele. La struttura è composta da un elettrodo inferiore costituito da una lamina di alluminio; da un dielettrico piezoelettrico costituito da un film di nitruro di alluminio, depositato sul substrato di Al con tecnica magnetron sputtering e da un elettrodo superiore in pasta conduttiva. Nei primi tre capitoli vengono riportati i riferimenti teorici e i dati presenti in letteratura che hanno portato alla scelta dei materiali, delle metodologie e delle tecniche adottate in questo lavoro di tesi. Nel quarto capitolo è descritto il sistema magnetron sputtering presente presso il DII dell’Università di Padova. Nel quinto capitolo sono illustrate le paste conduttive utilizzate in questo lavoro di tesi. Nel sesto capitolo viene descritta l’attività sperimentale in laboratorio dove, oltre ad eseguire un deposito da 10 ore di un film di nitruro di alluminio su substrati di alluminio mediante tecnica magnetron sputtering, sono state effettuate prove di realizzazione del secondo elettrodo di un condensatore a piastre parallele utilizzando in prove successive due tipi di paste conduttive (una caricata in argento e l’altra caricata in carbonio). Le stesse prove sono state eseguite anche su un substrato con deposito da 50 ore, recuperato da sperimentazioni precedenti, che a parità degli altri parametri di processo ha consentito di lavorare con uno spessore maggiore del film di AlN. In tutte le strutture realizzate la condizione primaria da verificare, una volta applicata la pasta conduttiva, era l’assenza di un cortocircuito, il quale avrebbe compromesso la funzionalità della struttura. È stata misurata la capacità dei sistemi realizzati, nell’intervallo di frequenze tra 100 Hz e 300 kHz. Il valore della capacità misurato a distanza di poche ore dall’applicazione della pasta e, successivamente, dopo 1, 2 e 3 settimane è stato utilizzato per avere un’indicazione sulla stabilità della pasta stessa nel tempo. Infine, il parametro Cp è stato confrontato con quello stimato sulla base del modello del condensatore piano a piastre parallele, considerando i valori medi di permittività relativa del nitruro di alluminio presenti in letteratura.