Síntese de nanotubos de carbono orientados e aplicação na produção de pontas de AFM

• Autor(a) principal: Fernandes, Fernando Massa
• Data de Publicação: 2008
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-18112008-143638/
• topic: AFM Tips; Carbon nanotubes; Nanotubos de carbono; Pontas de AFM Tips

Neste trabalho foram obtidos nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWNT). O crescimento apresentou alta densidade de nanotubos orientados perpendicularmente à superfície do substrato, com cerca de 20 m de comprimento e diâmetros entre cerca de 20 e 60 nm. Foram utilizados filmes catalisadores contendo ferro, depositados a partir de solução de nitrato de ferro (Fe(NO3)3.9H2O) em álcool etílico com concentrações que variaram entre 37 mmol/L e 1,2 mmol/L. Não foram notadas diferenças significativas entre os nanotubos crescidos com diferentes concentrações, com exceção da solução de 0,6 mmol/L onde não foi observado o crescimento de nanotubos. Os crescimentos de nanotubos de carbono foram efetuados em um reator CVD a plasma de microonda. Os resultados de espectroscopia Raman sugerem que os nanotubos de carbono obtidos neste trabalho correspondem a MWNT, apresentando alto grau de desordem estrutural. Foram realizados crescimentos diretos de nanotubos de carbono sobre as pontas comerciais de AFM, utilizando filmes de nitrato de ferro. Os nanotubos crescidos nas pontas apresentaram tendência em formarem aglomerados. Não foram obtidas pontas de AFM satisfatórias com este método. Outro método consistiu no crescimento de nanotubos de carbono em amostras planas de silício, utilizando filme catalisador de nitrato de ferro com posterior captura de nanotubos na extremidade da ponta, utilizando um microscópio AFM. Foram realizados 26 procedimentos, onde a maioria dos resultados não foi satisfatória. Apenas em dois dos procedimentos foram obtidos resultados muito bons com nanotubos de carbono retos e protuberantes emergindo das pontas. Ainda neste trabalho foi desenvolvido um método de reciclagem das pontas. O processo é de grande valia, pois a obtenção de pontas de AFM com nanotubos apresenta sucesso em apenas uma fração do número de tentativas, levando a inutilização de um número representativo de pontas. A reciclagem das pontas foi realizada por meio da corrosão dos nanotubos de carbono em plasma de hidrogênio. O equipamento utilizado para essa finalidade foi o próprio reator CVD a plasma de microonda, também utilizado para o crescimento dos nanotubos.