Efeitos de irradiação e tratamentos térmicos em sistemas de nanopartículas embebidas em substratos dielétricos

• Autor(a) principal: Timm, Mariana de Mello
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/78347
• topic: Nanoestruturas; Filmes finos dieletricos; Feixes de íons; Radiação; Tratamento térmico; Implantacao ionica; Espectrometria de retroespalhamento rutherford; Microscopia eletrônica de transmissão

A técnica de síntese por feixe de íons vem sendo amplamente estudada e aplicada na formação de nanoestruturas. Esta técnica apresenta muitas vantagens, como a possibilidade de inserção de praticamente qualquer elemento da tabela periódica em uma grande variedade de matrizes sólidas. Sistemas de nanoaglomerados (NCs) e nanopartículas (NPs) metálicos e semicondutores encapsuladas em filmes dielétricos apresentam um grande potencial para aplicações na tecnologia de transmissão de informação e armazenamento de dados. NCs e NPs podem ser obtidos pelo método de Síntese por Feixe de Íons, combinando-se implantação iônica e tratamentos térmicos. O presente trabalho trata do estudo da estruturação e estabilidade de sistemas densos de NPs e NCs de Pb e Au embebidos em substratos de Si3N4 e SiO2 frente a tratamentos térmicos e irradiações com feixes de íons e elétrons energéticos. As amostras foram caracterizadas por meio das técnicas de Espectrometria de Retroespalhamento Rutherford (RBS) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Em um primeiro momento, filmes de SiO2/Si implantadas com íons de Pb foram submetidas a tratamentos térmicos de longo tempo (envelhecimento) e então irradiadas com íons de H e íons de Si a temperatura de 600 ºC. Este experimento resulta no disparo da formação de sistema de NPs apenas para o caso de irradiação com íons com alta seção de choque de deslocamento atômico. Na sequência, amostras de Si3N4/Si implantadas com íons de Au e submetidas a tratamentos térmicos de alta temperatura (1100 ºC) foram irradiadas com íons de Si a temperaturas de 340 e 600 ºC. Observa-se a formação de NPs e sistemas de bolhas ao longo do filme. Estes fenômenos são discutidos com base em argumentos que explicam a influência da irradiação na difusividade de átomos dentro de matrizes sólidas e as energias necessárias para provocar o deslocamento e rearranjo de átomos.