Injeção de cargas em materiais dielétricos e produção de nanopartículas metálicas por técnicas de SPM.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2009 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/ESCZ-7ZEGNN |
Resumo: | Neste trabalho serão apresentadas e discutidas as capacidades de utilização das técnicas de Microscopia de Varredura por Sonda (SPM) para a construção de dispositivos na escala nanométrica. O trabalho pode ser dividido em duas partes. Na primeira, a idéia de eletrificacão de contato será explorada através de uma investigação cuidadosa de injeção de carga em filmes isolantes (SiO2 e PMMA). Uma completa rotina para a construção de dispositivos de dados será proposta e discutida. Simples e efetivos meios para escrever (injetar a carga com Microscopia de Força Atômica (AFM)), ler (detectar a carga com Microscopia de Força Elétrica (EFM)), armazenar (manter a carga na superfície da amostra variando as condições ambientes e da superfície da amostra) e apagar as informações (acelerar o processo de descarga) serão apresentados. Na segunda parte do trabalho, a possibilidade inédita de produção de nanoestruturas metálicas através da técnica de AFM, é desenvolvida. Trata-se da redução de íons de metais nobres imersos em uma matriz polimérica. O processo de redução é alcançado quando uma diferença de potencial é aplicada entre uma sonda de AFM e um substrato condutor. Com esse processo de redução é possível produzir localmente nanopartículas de até 10 nm de diâmetro. O processo apresenta um controle total do crescimento das nanopartículas, ou seja, é possível se ter o controle de onde e de quantas nanopartículas reduzirem. |
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Bernardo Ruegger Almeida NevesLuiz Orlando LadeiraRicardo Wagner NunesJOSE MARIO CARNEIRO VILELASUKARO OLAVO FERREIRAElisangela Silva Pinto2019-08-13T16:31:06Z2019-08-13T16:31:06Z2009-04-17http://hdl.handle.net/1843/ESCZ-7ZEGNNNeste trabalho serão apresentadas e discutidas as capacidades de utilização das técnicas de Microscopia de Varredura por Sonda (SPM) para a construção de dispositivos na escala nanométrica. O trabalho pode ser dividido em duas partes. Na primeira, a idéia de eletrificacão de contato será explorada através de uma investigação cuidadosa de injeção de carga em filmes isolantes (SiO2 e PMMA). Uma completa rotina para a construção de dispositivos de dados será proposta e discutida. Simples e efetivos meios para escrever (injetar a carga com Microscopia de Força Atômica (AFM)), ler (detectar a carga com Microscopia de Força Elétrica (EFM)), armazenar (manter a carga na superfície da amostra variando as condições ambientes e da superfície da amostra) e apagar as informações (acelerar o processo de descarga) serão apresentados. Na segunda parte do trabalho, a possibilidade inédita de produção de nanoestruturas metálicas através da técnica de AFM, é desenvolvida. Trata-se da redução de íons de metais nobres imersos em uma matriz polimérica. O processo de redução é alcançado quando uma diferença de potencial é aplicada entre uma sonda de AFM e um substrato condutor. Com esse processo de redução é possível produzir localmente nanopartículas de até 10 nm de diâmetro. O processo apresenta um controle total do crescimento das nanopartículas, ou seja, é possível se ter o controle de onde e de quantas nanopartículas reduzirem.The present work can be divided in two parts, where the manipulation and modification capacities of Scanning Probe Microscopy (SPM) techniques are explored. In the first part, the idea of contact electrification aiming at the development of nano-scale data storage deviceshas been explored through a careful investigation of charge injection on insulating films (SiO2 and PMMA) via SPM techniques. A complete route for data storage, showing simple and effective ways to write (inject the charge with an Atomic Force Microscopy (AFM) tip), to read (detect the charge with Electric Force Microscopy (EFM)), to store (keep sample charge by changing ambient and surface conditions) and to erase the information (make the discharge process faster) is proposed and discussed. Results show that monitoring parameters such asambient relative humidity and surface hydrophobic/hydrophilic character enable the control of pattern size, lateral dispersion, and storage time. Models for charge quantification are also presented and discussed. Additionally, it is shown that when a proper bias is applied at the tipor at the substrate during the EFM image, a slow decreasing of the EFM signal is observed. Such effect is carefully investigated both experimentally and theoretically (via computer simulations). In the second part, an innovative process enabling both the controlled growthand positioning of metal nanoparticles (NPs) is reported. Using SPM techniques, metal NPs are directly grown in the region of interest via reduction of metallic ions in a polymer matrix induced by a properly biased SPM-tip. The metallic nature of these NPs is established via Xraydiffraction and UV-VIS spectroscopy experiments. Some initial applications of this process, such as enhanced of Raman spectrums (SERS Surface-Enhanced Raman Spectroscopy) and decoration of carbon nanotubes with metal NPs, are also briefly demonstrated and discussed.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGFísicaMicroscopia de varredura por sondaCrescimento de nanopartículas metálicasMateriais dielétricosFilmes isolantesMicroscopia de varredura por sondaCrescimento de nanopartículas metálicasMateriais dielétricosFilmes isolantesInjeção de cargas em materiais dielétricos e produção de nanopartículas metálicas por técnicas de SPM.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALelisangelas.pinto_tese.pdfapplication/pdf6161200https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/ESCZ-7ZEGNN/1/elisangelas.pinto_tese.pdf6d8aadc7df545cd667d139cf99c05cdeMD51TEXTelisangelas.pinto_tese.pdf.txtelisangelas.pinto_tese.pdf.txtExtracted texttext/plain262192https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/ESCZ-7ZEGNN/2/elisangelas.pinto_tese.pdf.txta1588cccbd971514b4fb11bef9671282MD521843/ESCZ-7ZEGNN2019-11-14 15:23:51.947oai:repositorio.ufmg.br:1843/ESCZ-7ZEGNNRepositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T18:23:51Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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