[pt] Nesta tese, apresentamos um procedimento utilizado para a calibração do fotodetector e dos cantileveres utilizados em nosso AFM para a medida de força lateral. Desenvolvemos um código em Matlab para o controle do microscópio que permitiu a realização do estudo da influência da força normal na fricção. Também foi desenvolvido um segundo código em Matlab para a medida automatizada da adesão. Apresentamos e discutimos a influência da energia livre superficial na fricção e adesão de várias superfícies. Neste trabalho um estudo da influência da condensação capilar na forca lateral foi estudado para superfícies hidrofílicas, e hidrofóbicas. Encontramos que as nano asperezas podem realizar contatos singulares descritos pelo modelo de Hertz ou múltiplos contatos de acordo com o modelo de Greenwood. O tipo de contato entre as nano asperezas pode ser controlado através da hidrofobicidade e da umidade relativa no ambiente de medida. É verificado que os meniscos formados entre ponta e superfície influenciam a força lateral, através do aumento da força normal e também através da energia gasta pela ponta para arrastar ou deformar o capilar durante seu deslocamento sobre a superfície. O efeito da cinética de condensação capilar da água sobre a fricção foi também estudado. É mostrado que a molhabilidade é determinante para a definição dos mecanismos da dissipação de energia entre as nanoasperezas. Apresentamos também a influência da hidrofobicidade superficial no coeficiente de atrito. A correlação observada entre o ângulo de contato e o coeficiente de atrito reforça a importância da cinética da condensação capilar nos processos de fricção que ocorre na escala de nanômetros. / [en] In this work, the procedures developed to the calibration of the AFM photodetector and cantilevers for lateral force measurements in our AFM is presented. A Matlab code that controls the microscope allows the study of the influence of the normal force on the lateral one. A second Matlab code was developed in order to study the adhesion forces in an automated way. We present and discuss the influence of the surface free energy on the friction and adhesion forces. In this work, the lateral forces were measured at hydrophilic and hydrophobic surfaces. It was observed that the nano asperities may form single asperity contacts described by the Hertz model as well as multi-asperity type of contacts described by the Greenwood model. The nanoasperity contact may be controlled by the wettability and ambient relative humidity. It is seen that the capillar formed between the tip and the surface influences the tip-surface normal force and the friction forces due to the dissipation of energy caused by the drag or brake of the capillar meniscous. The effect of capillary condensation kinetics was studied as well. It is shown that the surface wettability is determinant to the energy dissipation mechanism in nanoscale. The influence of the surface wettability on the friction coefficient is presented. The observed correlation between the friction coefficient and contact angle enhances the influence of the surface wettability and its kinetics in the friction forces at nanoscale.

[pt] Nesta dissertação de mestrado, nós desenvolvemos um processo de litografia baseado na técnica de microscopia de força atômica. O estudo do processo de litografia aqui utilizado inicia-se com a deposição e caracterização de filmes finos de sulfeto de arsênio amorfo (a-As2S3) em substratos de silício e a deposição de uma camada metálica de alumínio, utilizada como máscara, sobre a superfície do a-As2S3. O microscópio de força atômica é utilizado para escrever os padrões de forma controlada na camada metálica, e para tal, a influencia dos parâmetros de controle do microscópio na realização da litografia foi analisada. Para a transferência do padrão litografado realiza-se um posterior processo de fotossensibilização e dissolução química do a-As2S3 com uma solução de K2CO3. Após a dissolução, uma camada de ouro foi depositada por erosão catódica DC, seguido de uma nova dissolução, desta vez com NaOH resultando na transferência de nanoestruturas de Au para o substrato de silício. / [en] In this dissertation, we have developed a lithography process based on the atomic force microscopy of technique. The study of the lithography process starts with the deposition and characterization of amorphous arsenic sulfide thin films (a-As2S3) in silicon substrates and the deposition of a metallic aluminum layer, used as mask, on the surface of the a-As2S3. An atomic force microscope was used to write patterns in a controlled way on the metallic layer. Therefore, the influence of microscope feedback system on the accomplishment of the lithography was analyzed. In order to transfer the lithographed pattern to a silicon substrate, the a- As2S3 was exposed to a UV light source and was dissolved with a K2CO3 solution. Then, a thin gold layer was deposited by sputtering DC, and a new dissolution, now with NaOH was performed, leading to the deposition of Au nanostructures onto the silicon substrate.