Professor: José Gomes Filho (CBPF)

Este minicurso possui dois objetivos principais: Primeiramente, apresentar as técnicas de microscopia de varredura de ponta de prova, em particular a microscopia de força atômica (AFM) e a microscopia de força magnética (MFM). Em segundo lugar, transmitir noções introdutórias sobre a nanofabricação utilizando meios eletroquímicos.

O AFM permite a visualização de superfícies e estruturas com resolução de poucos nanômetros (1nm = 10-9 m), gerando imagens digitais, inclusive em 3D; enquanto isso, o MFM possibilita o mapeamento superficial da conformação magnética de uma amostra magnética, com resolução típica da ordem de 40 nm. Estes instrumentos permitem ainda efetuar alterações em escala nanométrica na superficie de amostras, técnica conhecida como nanolitografia de ponta de prova, além da manipulação individual de nanopartículas, moléculas e até mesmo de átomos (nas versões em alto-vácuo e baixa temperatura).

No que se refere à fabricação eletroquímica de nanoestruturas, esta pode ser efetuada através da alteração do substrato, ou pela  eletrodeposição direta através das máscaras poliméricas  produzidas por nanolitografia de feixe de elétrons ou ainda, por exemplo, através da fabricação de membranas porosas de alumina, pelo processo denominado anodização. Membranas deste tipo e outras semelhantes, podem ser usadas para a fabricação de nanofios e nanorredes, seja em mono ou multicamadas. 

Ementa

• Introdução à Microscopia de Varredura de Ponta de Prova. Principais microscópios: Microscópio de Tunelamento. Microscópios de Força Atômica, Elétrica e Magnética. Outras Variações. Mapeamento de Capacitância, Condutividade Elétrica e Térmica. Os Modos de Varredura por Contato, Não-Contato e Contato Intermitente.
• Operação de um AFM/MFM típico. Nanolitografia por Varredura de Ponta de Prova. Exemplos de Casos. Aplicações da Literatura.
• Conceitos de Eletroquímica. Fenômenos básicos. Redução e Oxidação. Técnicas potenciostática e galvanostática. Eletrodeposição de filmes metálicos e multicamadas. Fabricação de alumina porosa por anodização. Controle dos diâmetros dos poros. Fabricação de nanoestruturas baseadas em matrizes de alumina porosa: nanofios, nanopartículas, nanorredes e filmes finos nanoporosos.

Bibliografia

• Microscopias de Varredura de Força. CBPF, 2010