Introdução à Nanotecnologia

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João Victor Gesser Oliveira
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1 Introdução à Nanotecnologia Ele 1060 Aula

2 Microscopia

3 Importância Visualizar objetos muitos pequenos Caracterizar materiais; Estudar propriedades; Observar defeitos; Investigar comportamentos.

4 História Primeiro: 1590 na Holanda; Primeira descrição detalhada: 1644; Entre 1660 e 1670 surgiram as primeiras aplicações sérias: Biológicas.

5 Microscópio Ótico

6 Microscópio Ótico Utiliza a luz e conjuntos de lentes para aumentar imagens; Resolução máxima: ~250nm

7 Microscópio Ótico

8 Microscópio Eletrônico de Transmissão MET

9 História 1932: imagens de folhas de alumínio Ainda sem exceder a resolução dos óticos. 1933: imagens de fibras de algodão Amostra posteriormente danificada pelos elétrons. 1939: primeiro microscópio comercial 1942: primeira conferência Delft, Holanda 1950: primeira conferência internacional Paris, França.

10 História Primeiro MET comercial

11 Informações Gerais Similar ao microscópio convencional; Feixe de elétrons de alta energia passa através de uma amostra fina, revelando informações; Elétrons são obtidos de uma arma ; Lentes sofisticadas manipulam os elétrons. Microscópios Comerciais. Aumentam de vezes; Resolução de 0,1nm.

12 Informações Gerais Preparação de amostras complexo; Aplicações em diversas áreas: Biologia; Cristalografia; Análise química; Ciências moleculares; Outras.

13 Informações Gerais Diferentes tipos: STEM Transmissão e Varredura; HRTEM Alta Definição; EFTEM Filtro de Energia.

14 Informações Gerais

15 Informações Gerais Imagens: Dr. Brian C. Holloway The College of Willian and Mary EUA. Exploring Nanotechnology Nanopolis.

16 Vantagens Informações de difração; Detalhes de morfologia; Informação composicional; Informação cristalográfica; Análise de defeitos internos.

17 Desvantagens Difícil preparação de amostra; Imagens 2Dde estruturas 3D Leva a erros de interpretação;

18 Princípios de Funcionamento Feixedeelétronsdealtaenergia( keV); Feixe fino e energia controlada(i. e. Velocidade). Controle do feixe; Lentes eletromagnéticas; Aberturas. Amostrassãofinas(10 100nm); Elétrons que passam pela amostra geram as informações.

19 Princípios de Funcionamento Fonte de Elétrons Dois tipos de fontes: Termiônica Elétrons emitidos pelo aquecimento do filamento. EmissãodeCampo Campo elétrico é usado para extrair os elétrons

20 Princípios de Funcionamento Fonte de Elétrons

21 Princípios de Funcionamento Lentes

22 Princípios de Funcionamento Interação Elétrons - Amostra

23 Preparação das Amostras Fatiamento

24 Preparação das Amostras Solução

25 Preparação das Amostras Moagem

26 Difração Ocorre quando ondas passam por orifícios ou contornam estruturas da mesma ordem de grandeza do seu comprimento de onda. Gera um desvio na trajetória da onda.

27 Difração Eletrônica Elétrons sofrem difração quando passa pela amostra.

28 Imagens HRTEM

29 Imagens HRTEM Campo Claro Campo Escuro

30 Aplicações EELS - Espectroscopia

31 Aplicações Filtro de Energia

32 Aplicações Mapa Elemental

33 Aplicações EDXS - Espectroscopia

34 Exemplos

35 Exemplos Nanopartículas de FePt

36 Microscópio Eletrônico de Varredura MEV

37 História 1935: primeiro uso 1937: primeiros estudos físicos Produção de uma patente na inglaterra. 1965: primeiro equipamento comercial Entregue à DuPont 1989: possibilidade de imagens sem preparação ESEM

38 Informações Gerais Feixe de elétrons faz uma varredura na amostra; Informações obtidas: Topografia; Composição Química; Propriedades óticas e magnéticas. Vantagem: grande Depth of Field Proporçãodaimagememfoco. Resolução: 10 nm.

39 Informações Gerais Preparação de Amostras Mais simples que no MET Doistipos Convencional Ambiental (Environmental) Permite a visualização no estado natural

40 Informações Gerais

41 Informações Gerais

42 Princípio de Funcionamento Aparatos

43 Princípio de Funcionamento Interações Elétrons-Sólido

44 Princípio de Funcionamento Formação das Imagens

45 Princípio de Funcionamento Amostras não condutivas

46 Aplicações WDX e EDX - Espectroscopia

47 Exemplos Fotoresistor

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