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Desenvolvimento de um gerador de nanopartículas e caracterização de nanopartículas de cobalto

Landi, Gabriel Teixeira

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Instituto de Física 2009-03-26

Acesso online. A biblioteca também possui exemplares impressos.

  • Título:
    Desenvolvimento de um gerador de nanopartículas e caracterização de nanopartículas de cobalto
  • Autor: Landi, Gabriel Teixeira
  • Orientador: Santos, Antonio Domingues dos
  • Assuntos: Magnetismo; Nanopartículas; Sputtering; Magnetism; Nanoparticle; Sputterin
  • Notas: Dissertação (Mestrado)
  • Descrição: Neste trabalho, desenvolvemos um gerador de nanopartículas (NPs) como uma adaptação para um sistema de magnetron sputtering. Com ele, somos capazes de produzir NPs de materiais diversos e codepositá-las em matrizes dielétricas ou metálicas. A adaptação consiste em incluir uma região de alta pressão relativa de Ar no caminho do vapor atômico removido do alvo. A aglomeração ocorre termodinamicamente devido a diminuição da energia cinética após colisões com o gás. Desenvolvemos também, uma metodologia para colimar o fluxo de NPs dentro da região de alta pressão. A deposição é feita no substrato na forma de uma mancha com alguns milímetros de diâmetro e o tempo de preparação da amostra é significativamente curto. Desenvolvemos um modelo fenomenológico para explicar a condensação e a colimação do nosso sistema. Este, apesar de não sofisticado, explica bem ambos os fenômenos e consegue prever o diâmetro das nanopartículas para certas condições. Em paralelo ao desenvolvimento, produzimos e caracterizamos nanopartículas de cobalto. Da caracterização morfológica, através de microscopia eletrônica, concluímos que as NPs produzidas tem diâmetros médios de 10 nm com uma dispersão de 13 %. Através de análises de retro espalhamento Rutherford estudamos a distribuição do material sobre o substrato e observamos que este segue uma distribuição Gaussiana de espessuras. Além disso, devido a colimação, observamos que as taxas de deposição são da ordem de 50 vezes maiores que as taxas usuais de um sistema de sputtering. Estudos estruturais através de difração de raios X mostraram que as nanopartículas são nanocristalinas e imagens em alta magnificação de microscopia eletrônica de transmissão comprovaram esta hipótese. Finalmente, estudos magnéticos mostraram que as NPs não possuem eixos preferenciais de magnetização. Desenvolvemos condições padrões de operação e estabilizamos o sistema que atualmente produz amostras confiáveis e reprodutíveis. Além do Co, nanopartículas de Cu e SmCo foram produzidas em condições parecidas. A morfologia destas partículas foi investigadas por microscopia eletrônica e seus tamanhos se mostraram próximos dos das NPs de Co. Estes resultados ilustraram a universalidade do nosso sistema de deposição de nanopartículas.
  • DOI: 10.11606/D.43.2009.tde-12052009-092829
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Instituto de Física
  • Data de criação/publicação: 2009-03-26
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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