Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física. / Made available in DSpace on 2012-10-20T01:14:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 189334.pdf: 13671083 bytes, checksum: c67943901ad33ce56c561745c0c5938b (MD5) / A eletrodeposição potenciostática de ligas de Cu-Ni sobre substratos de Si foi analisada. Quatro eletrólitos foram testados, compostos, basicamente, de soluções aquosas de sulfatos de Cu e de Ni, em diferentes concentrações para diferentes aditivos, orgânicos e inorgânicos. As deposições foram realizadas após estudo de voltametria cíclica e os transientes de corrente foram usados para analisar o processo de deposição. Os depósitos foram analisados por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva, espectroscopia de retroespalhamento Rutherford e difração de raios-X. A composição da liga dependeu do potencial de deposição, variando a solução sólida de Cu puro até 90% de Ni em Cu, para todos os banhos. Contudo, eletrólitos diluídos fornecem depósitos de má qualidade, com superfícies rugosas e não metálicas. Os melhores resultados foram obtidos de um eletrólito concentrado com ácido bórico e de um banho baseado em citrato de trissódio. Deste último, foram obtidos depósitos homogêneos, com 1 micron de espessura, baixa rugosidade e alta granulometria.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física. / Made available in DSpace on 2012-10-20T14:46:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O propósito deste trabalho é apresentar modelos teóricos para estudar a dinâmica e a morfologia de estruturas formadas através de processos de eletrodeposição. Para descrever a formação dos depósitos obtidos por esses modelos são utilizadas simulações de Monte Carlo, e conceitos de escala são empregados na caracterização de suas propriedades de crescimento e rugosidade. O primeiro modelo estudado teve como objetivo o entendimento da formação de textura em um processo de eletrodeposição. Considera-se a deposição aleatória de partículas com uma orientação escolhida dentro de um conjunto discreto de direções possíveis. O outro modelo desenvolvido neste trabalho é dedicado à descrição do processo de eletrodeposição, dando-se ênfase ao processo de nucleação instantânea onde foi possível obter transientes de corrente em função do tempo e também voltamogramas típicos aos obtidos experimentalmente. Para ambos os modelos estudados foi possível determinar os expoentes de rugosidade a, de crescimento b e o dinâmico z que estão de acordo com a relação de escala de Family-Vicsek.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T04:25:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 284769.pdf: 982929 bytes, checksum: e6f628e30c0f2078abcef6ba2c4f3d36 (MD5) / Com o objetivo de se obter filmes finos do óxido de cobre (Cu2O) com comportamento ferromagnético a temperatura ambiente, este trabalho se concentrou na investigação das propriedades de filmes finos de Cu2O dopados com Co. Os filmes foram obtidos através da técnica de eletrodeposição, com o emprego de um eletrólito contendo 0,4 M CuSO4 (sulfato de cobre), 3,0 M C3H6O3 (ácido lático) e 0,004-0,016 M CoSO4 (sulfato de cobalto). Hidróxido de sódio numa concentração de 5,0 M foi adicionado ao eletrólito para se obter um valor de pH igual a 10. O substrato utilizado foi silício do tipo n (100), e a deposição foi realizada a temperatura ambiente aplicando um potencial constante de -0,5 V vs. SCE. A caracterização foi conduzida através de difratometria de raios X, espectroscopia óptica, microscopia eletrônica de transmissão e medidas de magnetometria utilizando um magnetômetro de amostra vibrante (MAV), um SQUID (superconducting quantum interference devices) e uma balança de Faraday. Os resultados obtidos por difratometria de raios X mostraram que os filmes finos de Cu2O eletrodepositados apresentam uma orientação preferencial na direção (200), seguindo a do substrato, e somente picos referentes ao substrato e ao Cu2O foram encontrados. Além disso, o parâmetro de rede apresenta uma dependência sutil com a quantidade de íons Co2+ incorporados. Foi também verificado que esta incorporação leva a um aumento da energia de gap do Cu2O, alcançado o valor de 2,27 eV. A caracterização magnética revelou que estes filmes apresentam comportamento ferromagnético, com temperatura de Curie de aproximadamente 555 K. Análise realizada por microscopia eletrônica de transmissão indicou a não existência de partículas de segunda fase, que poderiam ser as responsáveis por este sinal. Através destes resultados comprovamos que os filmes finos de Cu2O obtidos neste trabalho apresentam uma dopagem com átomos de Co e se caracterizam como um semicondutor ferromagnético diluído com comportamento ferromagnético a temperatura ambiente, alcançando assim o objetivo central deste trabalho.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T11:43:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 276694.pdf: 18803143 bytes, checksum: ad1460bc850db0ce1d4d0ede32c266ab (MD5) / O estado da arte em eletrônica, direciona os estudos para o desenvolvimento de técnicas de nanofabricação de dispositivos, sistemas e nanoestruturas eletrônicas. Assim sendo, Neste trabalho temos exposto o estudo da eletrodeposição de tetrafluoroborato em substrato de ouro por intermédio de um protótipo de AFM/STM. Construído e desenvolvido para atender as necessidades de caracterização desse estudo. Sendo que, como eletrólito usou-se o líquido iônico a temperatura ambiente (LI) tetrafluoroborato de 1-metil-3-butilimidazólio. Tal estudo contribui para o entendimento do processo de eletrodeposição via LI assitido com AFM/STM. Sendo um promissor método de nanofabricação de dispositivos eletrônicos, dopagem local, ou em processos secundários da fabricação de circuitos integrados. O desenvolvimento de um protótipo de AFM/STM, ferramenta crucial para quem deseja trabalhar em nanoescala e nanomanipulação, aparece no entendimento do controle das variáveis do sistema, sendo imprescindível para o domínio em tal nível de averiguação e enriquecedor para o entendimento em nanotecnologia.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2007 / Made available in DSpace on 2012-10-23T01:42:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 266788.pdf: 5769336 bytes, checksum: 71dfbf5b9adfae95758152e22dd7f3da (MD5) / Este trabalho introduz uma nova técnica de nanoestruturação de materiais baseado em litografia de nanoesferas, que permite a eletrodeposição, em silício, de redes ordenadas de esferas, usando moldes secundários de polipirrol. Embora a viabilidade da técnica já tivesse sido demonstrada para uso em substratos metálicos, foi necessário adaptá-la aos propósitos do grupo, que se utiliza de substratos semicondutores visando a caracterização das propriedades de transporte em nanoestruturas magnéticas. Foi desenvolvida uma metodologia original baseada em spin-coating com confinamento hidrofóbico, que garante a produção de máscaras coloidais de uma ou duas camadas, em grandes áreas e com espessura homogênea. Desenvolveu-se, também, um método de monitoramento da qualidade das máscaras produzidas, que pode ser realizado, in loco e rotineiramente, com o uso de um microscópio ótico. Demonstrou-se que a melhor rota de fabricação envolve o uso de substratos de silício tipo-n, sobre o qual constrói-se a rede de PPy/Cl por fotoeletrooxidação. Verificou-se que a eficiência do processo de polimerização gira em torno de 70% e que a matriz coloidal de poliestireno atua como catalisadora do processo de polimerização, induzindo um crescimento conformacional do pirrol sobre as esferas coloidais. Resultados preliminares de preenchimento do molde secundário por eletrodeposição de cobalto demonstram que esse método se aplica à fabricação de estruturas ordenadas metálicas em silício e sugerem estratégias de otimização do processo para trabalhos futuros.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física. / Made available in DSpace on 2012-10-23T07:56:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 261775.pdf: 2136198 bytes, checksum: 74719dc2d73558d5578009c815cc0580 (MD5) / O Transistor de base metálica (TBM) é um tipo especial de transistor idealizado e desenvolvido no início da década de 1960, que possui potencial interesse no desenvolvimento atual de dispositivos spintrônicos. O objetivo principal desta tese é desenvolver e caracterizar um TBM tipo p fabricado inteiramente por eletrodeposição, buscando potenciais aplicações na área de spintrônica. A grande variedade de materiais que vêm sendo fabricados por eletrodeposição aumenta significativamente o interesse no estabelecimento desta técnica como alternativa simples e de baixo custo na preparação de filmes finos de alta qualidade. As propriedades elétricas das camadas eletrodepositadas vêm renovando o interesse da indústria nesta técnica, principalmente para aplicações de alta tecnologia. A estrutura do transistor estudado nesta tese é montada pela eletrodeposição sucessiva de um filme metálico, que pode ser Co ou Cu, na superfície de Si tipo p monocristalino, e de óxido Cu2O na superfície do filme metálico. Esta montagem caracteriza uma estrutura semicondutor - metal - semicondutor devido às propriedades naturais de semicondutor tipo p do Cu2O. As eletrodeposições do óxido semicondutor foram conduzidas potenciostaticamente, promovendo reações eletroquímicas de redução, através de eletrólito com sal de cobre e ácido lático em pH superior a 10, em condições ambientes. As eletrodeposições dos filmes metálicos em Si-p necessitaram da aplicação de luz durante os processos, devido às propriedades de condução do substrato tipo p de Si. Os potenciais de deposição encontrados para a formação da fase Cu2O foram sempre menos negativos que -0,60 V em relação ao eletrodo de referência, caracterizados por baixas taxas de deposição. A estrutura típica de TBM foi caracterizada quanto à composição e a morfologia por espectrometria de retro-espalhamento Rutherford, espectroscopia Raman, difração de raios X e microscopia de força atômica. Os dispositivos foram caracterizados eletricamente através de medidas de curvas de transistor e medidas a dois terminais. Os transistores eletrodepositados apresentaram propriedades dependentes das características da base metálica e do óxido emissor, com ganhos de corrente nas configurações base comum e emissor comum baseados no transporte de buracos através da base metálica. Os altos ganhos de corrente em base comum, aliados com informações obtidas pelas caracterizações morfológicas da base e das medidas elétricas, classificam nestes casos que os dispositivos apresentam um comportamento típico de transistor de base permeável. A investigação das propriedades magnéticas da base demonstrou que a corrente elétrica que atravessa os dispositivos é polarizada em spin, com ganho de corrente dependente da aplicação de campo magnético. Esta propriedade inclui o transistor eletrodepositado no grupo dos dispositivos spintrônicos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física. / Made available in DSpace on 2012-10-23T08:33:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 267164.pdf: 8400261 bytes, checksum: 68942b39126c15aa0036d598bfe0d318 (MD5) / Este trabalho visou à fabricação de nanoestruturas ordenadas magnéticas, e a caracterização de suas propriedades magnetorresistivas. Redes porosas ordenadas de cobalto e de NiFe foram fabricadas por eletrodeposição associada ao uso de litografia de nanoesferas, diretamente em substratos de silício, sem o uso de camada semente. Para tanto, máscaras coloidais bidimensionais foram produzidas por spin-coating, com homogeneidade de espessura em áreas da ordem de cm2, usando esferas monodispersas de poliestireno com diâmetros de 165, 496 e 600 nm. A etapa de fabricação das nanoestruturas foi precedida de uma caracterização estrutural e magnética de filmes finos compactos de cobalto e de FeNi eletrodepositados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2013-12-05T21:59:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 279200.pdf: 6186550 bytes, checksum: 4df9df350ff6f95bc2e15e556f48c0a1 (MD5) / Neste trabalho foram produzidos filmes finos do semicondutor óxido cuproso (Cu2O) através da técnica de eletrodeposição, que consiste no crescimento de determinado material sobre um substrato sólido através de reações eletroquímicas. O objetivo deste estudo é produzir e caracterizar semicondutores de Cu2O, bem como, controlar o tipo de portador majoritário de carga, através da variação do pH da solução (eletrólito) e da adição de dopante (Cloro). O óxido de cobre é naturalmente um semicondutor do tipo p, porém através da adição de íons hidroxila (controle do pH) ou de átomos de Cloro, pode-se controlar o tipo de portador majoritário como p ou n, que será desenvolvido neste trabalho. Trabalhos recentes demonstram que quanto maior o caráter básico da solução, maior é a possibilidade de obter um semicondutor de Cu2O do tipo p. Em contrapartida, quanto menor é o caráter básico da solução maior é a possibilidade de obter um semicondutor do tipo n. Isso se deve ao fato, de que o pH da solução pode controlar a quantidade de oxigênio incorporado em filmes de óxido cuproso durante a deposição eletroquímica.Além disso, foi acrescentado um dopante ao Cu2O, a fim de obter o tipo n deste material, dando prosseguimento aos estudos de produção e caracterização de óxido de cobre por eletrodeposição, no Laboratório de Filmes Finos e Superfícies da UFSC. Para tanto, foram produzidas junções Schottky (metal/semicondutor), com o propósito de caracterizar o tipo de semicondutor através de suas propriedades elétricas, ou seja, curvas I-V de diodo Schottky e medidas de capacitância. Para obter informações sobre a existência de óxido de cobre depositado sobre o substrato metálico utilizou-se a difração de raios-X e a espectroscopia Raman. Para verificar a presença do dopante, foi utilizada a técnica de Dispersão em Energia (EDS). Outro aspecto de investigação foi estudar a superfície dos filmes através de microscopia eletrônica (FEG). A partir desse estudo pretende-se investigar futuramente as propriedades de dispositivos como diodos de junção pn (homojunções Cu2O-n/Cu2O-p), que são de grande importância para conversores fotovoltaicos como células solares, uma vez que estima-se um aumento em sua eficiência. / This work was produced thin films of semiconductor cuprous oxide (Cu2O) by electrodeposition technique, which consists in the growth of a given material on a solid substrate through electrochemical reactions. The aim of this study is to produce and characterize semiconductor Cu2O, and to control the type of majority carrier charge, by varying the pH of the solution (electrolyte) and the addition of dopant (chlorine). The copper oxide is naturally a p-type semiconductor, but with the addition of hydroxyl ions (pH control) or chlorine atoms, one can control the type of majority carrier as p or n, which will be developed in this work. Recent studies have demonstrated that the higher the basic character of the solution, the greater the possibility of obtaining a semiconductor Cu2O-type p. In contrast, the smaller the basic character of the solution the greater the possibility of obtaining an n-type semiconductor This is due to the fact that the pH of the solution can control the amount of oxygen incorporated in films of cuprous oxide during deposition eletroquímica.Além addition, a dopant was added to Cu2O in order to obtain the n-type of material, giving continuing to study the production and characterization of copper electrodeposition in the Laboratory of Thin Films and Surfaces UFSC. It had been produced Schottky junctions (metal / semiconductor), in order to characterize the type of semiconductor through their electrical properties, ie, Schottky diode IV curves and capacitance measurements. For information about the existence of copper oxide deposited on the metallic substrate we used the X-ray diffraction and Raman spectroscopy. To verify the presence of dopant, we used the technique of energy dispersive (EDS). Another aspect of the research was to study the surface of the films by electron microscopy (FEG). From this study we intend to investigate further the properties of devices such as pn junction diodes (homojunções Cu2O-n/Cu2O-p), which are of great importance for solar cells and photovoltaic converters, since it is estimated an increase in efficiency.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:19:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013Bitstream added on 2014-09-24T20:28:33Z : No. of bitstreams: 1 320227.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Neste trabalho apresentamos um modelo teórico que descreve o comportamento dos transientes de corrente observados durante a eletrodeposição de metais sobre um eletrodo que mantém sobre si um arranjo de esferas monodisperas, de tal maneira que a estrutura depositada assume a forma de um arranjo de opalas invertidas, pois preenche os espaços entre as esferas. Para descrever teoricamente essas correntes tomamos como unidade básica um vaso cilíndrico de superfície corrugada, cujo raio muda periodicamente de acordo com z, a coordenada, ou eixo, vertical do vaso corrugado. De acordo como o modelo, a rede porosa é formada pela replicação dessas unidades, dispostas lado a lado em contato íntimo e imersas em uma solução eletrolítica. Para mimetizarmos as reentrâncias que conectam os poros de distintas unidades, concebemos que a superfície lateral desses cilindros permite o fluxo seletivo de espécies. Este fluxo de ingresso ou egresso obedece uma dinâmica de comportamento aleatório acrescida de modulação na intensidade que acompanha a forma da superfície corrugada. A corrente resultante obedece a uma dinâmica complexa que é regulada pela competição entre a cinética de difusão, a cinética química, a reatividade dos íons sobre o eletrodo e intensidade e forma do fluxo lateral que relaciona as unidades estruturais. Os dados teóricos são comparados com os transientes de corrente obtidos em experimentos de litografia de nanoesferas <br> / Abstract: We present a theoretical model that describes the behavior of current transients observed during electrodeposition of metal on an electrode that maintains itself on an array of beads monodisperse, so that the deposited structure takes the form of an array of inverted opals, it ?lls the spaces between the spheres. To describe these currents we take as a basic unit a cylindrical vessel with corrugated surface, whose radius changes periodically according toz, the vertical axis of the corrugated vessel. According to the model, the porous array is formed by replicationofthese units, arrangedside by side inclose contactandimmersed in an electrolyte solution. To mimic the hollow that connect the pores of di?erent units, we conceive that the lateral surface of these cylinders allows for a selective ?ow of species. The inward or outward ?ux obeys a random prescription with its intensity is modulated according the oscillation of the corrugatedsurface. The resulting current obeysa dynamics which is regulated by the competition between di?usion kinetics and the chemical kinetics, the reactivity of ions on the electrode andalso by the intensity and shape of the lateral ?ux among the structural units. The theoretical data are compared with current transients obtained in nanosphere lithography experiments.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física. / Made available in DSpace on 2012-10-21T18:18:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 207726.pdf: 3525171 bytes, checksum: e6dbf258853a53ea14f7a66fa361e8e7 (MD5) / Este trabalho, desenvolvido na maior parte no Laboratório de Filmes Finos e Superfícies (LFFS), teve como objetivo principal a preparação e caracterização de ligas amorfas de CoP eletrodepositadas. O trabalho consiste de proposta inserida no cenário atual de pesquisas, aliando o estudo dos conceitos básicos da física com desenvolvimento de novos materiais e métodos de produção compatíveis com o mercado de novas tecnologias. Durante o trabalho foram produzidos filmes amorfos de CoP, por eletrodeposição, utilizando diferentes tipos de substratos: lâminas de Si (100) do tipo-n com ou sem uma camada tampão de CuNi; lâminas ou fios de Cu; e ainda camadas de Au/Cr e Cu/Au/Cr depositadas sobre vidro. A caracterização estrutural, morfológica e magnética das ligas foi realizada através de diferentes técnicas experimentais, sendo estas, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia por espalhamento de energia (EDS) e de retroespalhamento Rutherford (RBS), magnetometria de gradiente de força e de efeito Kerr magneto-ótico, e ainda medidas de magnetoimpedância gigante (GMI). A topografia foi estudada através de imagens obtidas por microscopia de ponta de prova e cálculo da rugosidade superficial.