Orientador: Carlos Cesar Bof Bufon / Banca: Lucas Fugikawa Santos / Banca: Nilson Cristino da Cruz / Resumo: A técnica de autoenrolamento de nanomembrana foi utilizada neste trabalho para a fabricação de capacitores ultracompactos (UCCap), permitindo a caracterização de filmes finos de materiais orgânicos e híbridos. O método é conhecido como roll-up, e consiste na formação de uma nanomembrana tensionada, elaborada a fim de produzir estruturas autosustentadas, que promovem o enrolamento do sistema ao serem libertadas de um substrato, determinando uma arquitetura em 3D. Neste trabalho, a tecnologia de nanomembranas foi utilizada com o objetivo de determinar as propriedades elétricas e dielétricas, sob diferentes temperaturas, de camadas de moléculas semicondutoras (CoPc, CuPc e F16CuPc) e de camadas de estruturas híbridas metal-orgânicas (HKUST-1). A caracterização desses materiais em nanoescala foi possível por meio de sua incorporação em UCCap. Os dispositivos foram caracterizados por medidas de espectroscopia de impedância e corrente elétrica. Em filmes finos das ftalocianinas (= 5 nm) na temperatura ambiente (≈ 296 K), foram encontrados valores de 2,1 ± 0,5 para a constante dielétrica da CoPc (kCoPc), 3,1 ± 0,6 para a CuPc (kCuPc) e 1,2 ± 0,6 para F16CuPc (kF16CuPc). As propriedades elétricas / dielétricas dos filmes das ftalocianinas foram analisadas sob diferentes temperaturas e filmes de CoPc foram explorados na presença de campos magnéticos aplicados com valores de magnitude entre - 500 e + 500 mT. As camadas de HKUST-1 incorporadas ao UCCap possibilitaram a determinação do v... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The rolled-up nanomembrane-based technique was used in this work to the manufacture of ultracompact capacitors (UCCap), allowing the characterization of thin films of organic and hybrid materials. The method, known as roll-up, consists in the formation of a strained nanomembrane, elaborated in order to produce self-supported structures that promote the winding of the system when released from a substrate, determining a 3D architecture. In this work, the nanomembrane technology was used to determine the electrical and dielectric properties, for different conditions of temperatures, in layers of semiconductor molecules (CoPc, CuPc and F16CuPc) and layers of hybrid metal-organic structures (HKUST-1). The characterization of these materials at nanoscale was possible by their incorporation into UCCap. Current-voltage and impedance spectroscopy measurements were used to characterize the devices. For thin films of the phthalocyanines (= 5 nm) at room temperature (≈ 296 K), values of 2,1 ± 0,5 were found for CoPc dielectric constant (kCoPc), 3,1 ± 0,6 for CuPc (kCoPc) and 1,2 ± 0,6 for F16CuPc (kF16CoPc). The electrical / dielectric properties of the phthalocyanine films were analyzed under different temperatures and CoPc films were screened in the presence of applied magnetic fields with magnitude values between - 500 and + 500 mT. The HKUST-1 layers incorporated into the UCCap allowed the determination of a value of 3,2 ± 1,6 for its dielectric constant (kHKUST-1) at ≈ 296 K. The v... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Luíz Vicente de Andrade Scalvi / Banca: Valmor Roberto Mastelaro / Banca: Joelma Perez / Banca: Fenelon Martinho Lima Pontes / Banca: Luiz Henrique Dall'Antonia / Resumo: Os semicondutores BiVO4 e NiO vem sendo bastante estudados nos últimos anos para aplicação em fotoeletrocálise, mais especificamente na degradação de poluentes orgânicos em meio aquoso, implicando em sustentabilidade ambiental. Neste trabalho, estes materiais foram obtidos na forma de filmes finos pelas técnicas: Síntese de Combustão em Solução e Co-precipatação, combinadas ao processo de deposição via molhamento (dip-coating). A composição, microestrutura e morfologia dos filmes foram avaliadas por TG-DTA, DTX e MEV. Os resultados de TG-DTA e DRX permitiram verificar a temperatura de formação das classes desejadas, 287ºC para o BiVO4 e 305ºC NiO. Imagens MEV mostram que os filmes são compostos por partículas de formato aproximadamente eférico, com boa dispersão sobre o suporte. Espectros UV-VIS mostraram que filmes de BiVO4 absorvem na região do visível com bandgap da ordem de 2,5 eV, e filmes de NiO absorvem no ultravioleta no ultravioleta com bandgap da ordem de 3,0 eV. A caracterização elétrica, trouxe resultados surpreendentes, particularmente no filme de NiO, onde iluminação com luz de energia acima do gap aumentou a resistividade do material, o que está ligado a variâncias de Ni2+. A caracterização eletroquímica, realizada por voltametria cíclica e cronoamperometria, mostrou que ambos os filmes respondem à excitação à excitação com luz de determinado comprimento de onda, além de apresentar estabilidade na corrente fotogerada. Ambos os filmes se mostraram eletroativos frente à reação de degradação do azul de metileno, sendo que na presença de luz ocorre a maior degradação. Um eletrodo com heterojunção p-n foi confeccionado utilizando estes dois materiais. O eletrodo FTO/p-NiO/n-BiVO4 apresentou excelente desempenho frente à degradação do azul de metileno, em... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The semiconductor BiVO4 and NiO have been extensively studied in recent years for the photoelectrocatalysis application, more specifically in the organics polluants degradation in aqueous solution, which leads to sustainability environment. In this work, these materials were obtained in the form of thin films by Solution Combustion Systhesis and co-precipitation techniques, combinee with the dip-coating deposition process. The composition, microstructure and morphology of these films was evaluated by TG-DTA, XRD and SEM. TG-DTA and XRD results were important to verify the temperature of the desired phase formation, which tuned out as 287ºC and 305ºC for the BiVO4 and NiO, respectively. SEM images show that the films consist of spherical particles with good dispersion on the support . UV-VIS Spectroscopy, have shown that BiVO4 thin film absorbs in the viable region with bandage energy of about 2.5 eV, whereas the NiO thin film absorbs in the ultraviolet region with bandagap energy about 3.0 eV. The electrical characterization has shown striking results, particularly on the NiO film, where irradiation with above bandgap light leads to a resistivity increase, which was related to the presence of Ni2+ vacancies. The electrochemical characterization, carried out by cyclic voltammetry and chronoamperometry, has shown that both the films respond to excitation with light of specific wavelength and provides stability in the photocurrent. Both the films are electroactive in the methylene blue dedradation reaction and that the greatest degradation takes place in the presence of light. A p-n heterojunction electrode was made using these two materials. The FTO/p-NiO/n-BiVO4, electrode showed excellent performance in the methylene blue degradation in different electrolytes under visible and UV light ilumination. The percentages of... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Clarissa de Almeida Olivati / Banca: Maria Luz Rodríguez Méndez / Banca: Marystela Ferreira / Banca: Henrique de Santana / Banca: Fernando Josepetti Fonseca / Resumo: A detecção de substâncias em sistemas liquidos diluídos é um desafio para diversas áreas, seja para o diagnóstico de doenças ou para identificação de substâncias nocivas, drogas ou moléculas de interesse. A língua eletrônica, neste caso, sensores baseados em filmes finos (material quimiosssensível) e espectroscopia de impedância, oferece um grande potencial para detecções ultrassensíveis, assim como a técnica SERS. Nesta tese foi estudada a influência da arquitetura molecular dos filmes finos que compõem os sensores (língua eletrônica) na detecção de um analito alvo, a dopamina. Três diferentes moléculas foram utilizadas como material quimiossensível: dois derivados de perileno tetracarboxílico diimido (PTCD-COOH e PTCD-NH2) e uma ftalocianina metálica (FePc). A técnica SERS foi utilizada para investigar a interação entre a dopamina e o filme fino, por sua alta sensibilidade e especificidade molecular. Para isso foram fabricados filmes finos utilizando diferentes técnicas de processamento: PVD, LbL, LB. Esses filmes foram caracterizados por diferentes técnicas, com as quais se pode identificar a obtenção das diferentes arquiteturas moleculares. Esses filmes foram aplicados na detecção de dopamina utilizando espectroscopia de impedância e os resultados confirmaram que o desempenho das unidades sensoriais formadas por tais filmes é influenciado pela arquitetura molecular do filme. O melhor desempenho foi observado para a FePc processada na forma de filme LB. As análises de SERS identificaram a interação entre FePc e dopamina e confirmaram que a melhor arquitetura molecular para tal interação é a obtida no filme LB / Abstract: The detection of substances in liquid diluted systems is a challenge to variuos areas, either for disease diagnosis or to identify hazardous substances, drugs or molecules of internet. The electronic tongue, in this case, sensors based on thin films (chemo-sensitive material) and impedance spectroscopy offers great potential for ultra-sensitive detections as well as the SERS technique. In this thesis it was studied the influence of the molecular architecture of the thin films that comprise the sensors (electronic tongue) in the detection of a target analyte, the dopamine. Three different molecules were used as chemo-sensitive materials: two perylene tetracarboxylic diimide derivatives (PTCD-COOH and PTCD-NH2) and a metal phthalocyanine (FePc). SERS technique was used to investigate the interaction between dopamine and thin film due to its great sensitivity and molecular specificity. For that, thin films were fabricated using different processing techniques: PVD, LbL and LB. These films were characterized by different techniques, and with that it could be identified the different molecular architectures obtained. These films were used for dapamine detection using impedance spectroscopy and the results confirmed that the sensing units performance is influenced by the molecular architecture. The best performance was observed for the FePc processed in the form of LB film. The SERS analysis identified the interaction between dopamine and FePc and confirmed that the best architecture to promete the molecular interaction is obtained in the LB film / Doutor

Orientador: José Humberto Dias da Silva / Coorientador: Paulo Noronha Lisboa Filho / Banca: Valmor Roberto Mastelaro / Banca: Wido Herwig Schreiner / Banca: Francisco Eduardo Contijo Guimarães / Banca: Antonio Ricardo Zanata / Resumo: A busca por um melhor entendimento da inter-relação entre os parâmetros envolvidos no processo de crescimento de filmes de dióxido de titânio (Tio2) e as propriedades estruturais, eletrônicas e magnéticas resultantes foi a principal motivação deste trabalho. Para isso, filmes Ti)2 foram crescidos usando a técnica de RF magnetron sputtering em diferentes condições. Um primeiro conjunto de filmes de Ti)2 não dopados foi depositado com fluxo contínuo de O2. Em outro conjunto, utilizou-se sistemáticas interrupções no fluxo de O2 durante a deposição. O último grupo de amostras foi depositado usando fluxo contínuo O2 e dopagem com Mn. Os filmes do primeiro grupo apresentaram morfologia colunar com estrutura majoritariamente anatase e com gap óptico de ~3,3 eV, independente da temperatura dos substratos (450ºC e 600ºC) e da razão Ar/O2 utilizada. A diminuição do fluxo de O2 provocou um aumento da absorção sub-gap que foi associada a um aumento dos defeitos eletrônicos no material. Um tratamento térmico em vácuo a 800ºC, realizado sobre filmes de TiO2 puros, revelou um aumento da fração rutila e da absorção óptica, o que também foi associado a um aumento da concentração de defeitos eletrônicos. A análise dos filmes onde o fluxo de oxigênio foi sistematicamente interrompido durante a deposição mostrou que o aumento no número de interrupções não interferiu significativamente na morfologia colunar dos filmes, mas produziu um considerável aumento na fração rutila dos filmes, bem como um aumento na absorção óptica sub-gap. O aumento na absorção na região do visível e infravermelho próximo foi atribuído a um aumento na concentração de defeitos que, de acordo com cálculos baseados na teoria do funcional da densidade, estão relacionados a estados de energia provenientes de vacâncias de oxigênio. Os filmes de TiO2 dopados com diferentes concentrações de Mn pertencentes ao terceiro grupo também / Abstract: The search for a better understanding of the interrelation between the parameters involved in the process of film growth and the resulting structural, electronic and magnetic properties was the main motivation of this work. To the purpose, TiO2 films were grown by RF magnetron sputtering technique in different conditions. In a first set, TiO2 films were deposited with continuous O2 flow. In another set, systematic interruptions in the O2 flow were performed during the deposition. The last group of samples was deposited using a continuous O2 flow and Mn doping. A detailed analysis of the first group showed that these films exhibit columnar morphology with mainly anatase structure and optical gap of ~3.3eV, independent of the substrate temperature (450ºC and 600ºC) and the ratio used. THe decrease in O2 flux caused an increase in the sug gap absorption which associated with the increase in electronic defects of the material. Anneling in vacuum at 800ºC performed on pure TiO2 films showed an increase in the rutilo fraction, a red shift of the optical absorption edge, and an increase of the sub gap absorption associated with the increase of the electronic defects. The analysis of the films were the O2 flow was systematically interrupted during the deposition showed that the increase in the number of interruptions did not interfere significantly in the columnar morphology, but produced a significant increase in the fraction of rutile and brookite as well as an increase in sub-gap absorption. The increase in absorption in the visible and near infrared was attributable to an increase in the concentration of defects that, according to calculations based on the density functional theory, should be related to energy states provides by O vacancies. The Mn doped films also present a compact columnar morphology and a strong and systematic favoring of the rutile... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Steven Frederick Durant / Banca: Antonio Riul Júnior / Banca: Rogério Valentim Gelamo / Resumo: Neste trabalho, filmes finos amorfos de carbono hidrogenado também contendo bromo foram produzidos por duas técnicas: Deposição e Implantação iônica por Imersão em Plasma (DIII). As deposições foram feitas em plasmas alimentados com diferentes proporções de bromofórmico (CHBr3) e acetileno (C2H2), variando também o tempo de deposição, a potência de radiofrequencia aplicada e a pressão dentro do reator. Para medição de espessura e rugosidade, e molhabilidade, filmes depositados em substratos de vidro foram analisados por perfilometria e geniometria (medidas de ângulo de contato), respectivamente. A estrutura e composição química dos filmes foram examinadas por Espectroscopia de Reflexão-Absorção no Infravermelho (IRRAS) e Espectroscopia de Raios X (XPS) em amostras depositadas em aço inoxidável polido. Para obter espectros de trasmitância no Ultravioleta-visível e infravermelho-próximo, filmes foram depositados em substratos de quartzo. A partir destes espectros e das espessuras dos filmes, propriedades ópticas como o índice de refração, coeficiente de absorção e gap óptico dos materiais foram calculados. Taxas de deposição dos filmes contendo bromo foram tipicamente no itervalo de 33 a 108 nm.min-1 pelo processo de PECVD, e de 13 a 56 nm.min-1 pelo processo de DIIIP. Rugosidades entre 24 e 37 nm foram observadas em ambos os métodos. As medidas de ângulo de contato revelaram que os filmes bromados são hidrofólicos. Espectros IRRAS revelaram a presença de grupos contendo bromo em 1430-1410 com-1 devido à deformação angular de grupos CH2-Br e CH3-BR, e em 1210 cm-1 também referente à deformação angular de CH2-Br nos filmes produzidos com bromofórmio na alimentação do reator. As análises de XPS comprovaram a incorporação de bromo nos filmes em até... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, amorphous hydrogenated carbon this films also containing were produced by two techiniques: Plasma Enhanceb Chemical Vapor Deposition (PECVD) and Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition(PIIID). Deposition were realized in plasmas fed with different proportions of bromoform (CHBr3) and acetylene (C2H2), the parameters deposition time, applied radio frequency power, and reactor pressure were also varied. The film thickness and thickness and roughness, and wettability were measured, for films deposited onto glass substrates using perfilometry and goniometry (contact-angle measurements), respectvely. infrared Reflections-Absorption Spectroscopy (IRRAS) and X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) were employed to study the chemical structure and composition of films deposited onto polished stainless-steel substrates. Transmission ultraviolet-visible-near infrared spectroscopy (UVS) was used to characterized films deposited onto quartz substrates. From the UVS spectra and film thicknesses, optical properties such as refractive index, absorption coefficient and optical gap were calculated. Bromine-containing film deposition rates ranged from 33 to nm.min-1 for PECVD, and from 13 to nm.min-1 for PIIID. Roughnesses of between 24 e 37 nm were observed for both techniques. Contact angle measurement revealed that brominated films are hydrofobic. Characteritic absorptions owing to the presence in the films of bromine-containing groups at 1430-1410 cm-1 due to asymmetric bending of CH2-Br e CH3-Br groups, and at 1210 cm-1 also due to asymmetric bending of CH2-Br were observed in IRRAS spectra of the brominated films. As confirmed by XPS analyses, bromine was incorporated at up to 43% at in films deposited in CHBr3 plasmas. The refractive index decreased from 2.38 for plasma-polymerized C2H2 film... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Carlos José Leopoldo Constantino / Banca: Ana Maria Pires / Banca: Karen Wohnrath / Resumo: Filmes finos de ftalocianina de cobalto (CoPc) foram fabricados por evaporação térmica à vácuo (PVD, do inglês physical vapor deposition) com o objetivo de determinar sua arquitetura molecular e propriedades elétricas, além de explorar uma aplicação sensorial. Por arquitetura em escala nanométrica, sua morfologia em escalas micro e nanométrica, organização molecular e cristalinidade. Tais parâmetros são determinantes sobre as propriedades elétricas, além de explorar uma aplicação sensorial. Por arquitetura molecular entende-se o crescimento controlado do filme com espessura em escala nanométrica, sua morfologia em escalas micro e nanométrica, organização molecular e cristalinidade. Tais parâmetros são determinantes sobre as propriedades elétricas do filme e, consequentemente, sobre o desempenho de dispositivos baseados neste tipo de filme. Daí a justitificativa do trabalho desenvolvido nesta dissertação de mestrado. Inicialmente o pó da CoPc foi caracterizado por termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial, mostrando estabilidade térmica até cerca de 400ºC. O crescimento linear dos filmes foi monitorado por espectroscopia de absorção no UV-Vis e balança de cristal de quartzo. A morfologia do filme em escalas micro nanométrica foi caracterizado por espectroscopia micro-Raman e microscopia de força atômica, respectivamente, revelando uma superfície homogênea, cuja rugosidade não ultrapassou 5% da espessura do filme. A cristalinidade foi determinada por difração de raios X e FTIR, mostrando uma transição da fase ß (pó) para a fase Þ (film) após a evaporação. A organização molecular foi estudada combiando FTIR e regras de seleção de superfície e observou-se um ângulo próximo a 45º entre a molécula de CoPc (plano do macrociclo) e a superfície do substrato. Os filmes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Thin films of cobalt phthalocyanine (CoPc) were fabricated through physical vapor deposition (PVD) technique by thermal evaporation to determine their molecular architecture and electrical properties, besides applying as gas sensor. The molecular architecture is understood here as the controlled growth of the film thickness in nanometer range, the film morphology at micro and nanometer scales, its molecular organization and crystallinity. These parameters are determinant on the statistical properties of the film and, consequently, on the performance of devices based on this type of film, justifying the main objective of this dissertation. In the first step, the powder was characterized using thermogravimetry (TG) and differential scanning calorimetry (DSC), showing thermal stability until around 400ºC. The linear growth of the PVD films was monitored using ultraviolet-visible (UV-Vis) absorption spectroscopy and quartz crystal microbalance. The morphology at micro and nanometer scales was studied using micro-Raman and atomic force microscopy (AFM), respectively. It was found a homogeneous surface with the roughness around 5% of the film thickeness. The crystallinity was studied by X-ray diffraction and Fourier transform infrared (FITR) absorption spectroscopy, revealing a transition from ß-phase (powder) to Þ (film) after evaporation. The moelecular organization was investigated combining FTIR and surface selections rules, indicating that the CoPc molecules might be oriented forming ca. 45º in relation to the surface. The PVD films were heated for 3 hours at 200ºC to check their thermal stability, another parameter that can affect the performance of optoelectronic device. The films were found stable under those heating conditions, i.e., the molecular was not affected. The electrical characterization was carried out... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Luis Vicente de Andrade Scalvi / Banca: Valmor Roberto Mastelaro / Banca: Margarida Juri Saeki / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: O escopo deste trabalho é a obtenção de filmes finos de óxido de alumínio (alumina) através da evaporação resitiva de alumínio, seguido da oxidação térmica em atmosfera adequada (ar ou rica em O2), com varaiação do tempo e da temperatura do tratamento térmico. A investigação deste material tem por finalidade sua utilização como camada isolante em transistores de efeito de campo, mais especificamente do tipo metal-óxido-semicondutor (MOSTFET), visando a diminuição da corrente de fuga no gate e aumento do controle de corrente no canal de condução. Além de se tratar de dipositivo transparente, que permite a interação com luz. A análise das propriedades ópticas e estruturais dos filmes investigados mostra que na temperatura de 550ºC ocorre uma completa oxidação do material, a qual é acelerada em atmosfera de oxigênio. Valores de resistividade elétrica concordam com a tendência de oxidação revelada pelos dados de Difração de Raios X (DRX). Além disso, resultados de espectroscopia no infravermelho (FTIR) e Raman, em bom acordo com resultados de DRX, apresentam-se estrutura y-Al2O3. Amostras de alumina depositadas sobre substrato de vidro sodalime apresentam silício cristalino na interface com o Al2O3 advindo do substrato, enquanto amostras de Al2O3 sobre SnO2 não apresentaram esse material. A heterojunção entre SnO2:4at%Sb e Al2O3 foi caracterizada por DRX, Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e Microscopia Confocal, que mostraram alta rugosidade do filme isolante sobre o semicondutor, e um provável processo de difusão entre as camadas isolante e semicondutora, em concordância com resultados de corrente x voltage (IxV), obtidos a partir da construção de um dispositivo simples, com contatos de Sn, ao qual foram submetidos dispositivos com diferentes números de camadas isolantes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The goal of this work is is to obtain aluminum oxide (alumina) thin films deposited by resistive evaporation of Al, followed by thermal oxidation in proper atmosphere (air or O2-rich), with varying time and temperature of thermal annealing. The investigation of this material of this material aims using this material for application as insulating layer in field effect transistors, specifically metal-oxide-semiconductor (MOSFET), seeking for low leakage current and efficient current control in the conduction channel. Besides, it is a transparent device, which allows interaction with light. Analysis of optical and structural properties of investigated films reveals that temperature of 550ºC is responsable for fair oxidation, which is accelerated in oxygen-rich atmosphere. Results of electrical resistivity agree with the oxidation, which is accelerated in oxygen-rich atmosphere. Results of electrical resistivity agree with the oxidation tendency found in the X-ray diffraction data (XRD). Moreover, results of infrared spectroscopy (FTIR) and Raman show the presence of y-Al2O3, also found in XRD data. Alumina samples deposited on soda-line glass substrates leads to the presence of crystalline Si, coming from the substrate leads to the presence of crystalline Si, coming from the substrate, whereas... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Alexandre Zirpoli Simões / Banca: Mauricio Antonio Algatti / Banca: Cesar Renato Foschini / Resumo : O objetivo central deste trabalho foi obter filmes finos de Bi3NbO7 com boas propriedades dielétricas em alta frequência, utilizando solução orgânica de citrato, sal metálico e etileno glicol como precursor e o processo spin-coating para deposição. A resina é obtida pelo método dos precursores poliméricos devido às facilidades do processo como baixo custo dos precursores, controle da estequiometria e baixa temperatura de síntese. Após obter a solução precursora, poliéster, com viscosidade controlada os filmes foram tratados termicamente e caracterizados por Difração de raios-X, Microscopia Eletrônica de Varredura por Emissão de Campo, Microscópio de Força atômica, Microscópio Eletrônico de Transmissão, Análise Termogravimétrica e Analise Térmica Diferencial. A morfologia dos filmes foi correlacionada com a viscosidade, excesso de bismuto e temperatura de tratamento térmico utilizados na calcinação. Para estabelecer a melhor condição de tratamento térmico para obtenção da fase cristalina, preparou-se filmes em três ciclos distintos os quais foram caracterizados por Difração de raios-X. O melhor ciclo de tratamento foi o do filme tratado a 700°C, 800ºC e 850°C por 2 horas ou ciclo 3. Soluções com viscosidade em torno de 8,0 cPs foram utilizadas para depositar filmes em substratos de Si recoberto com Platina e LaNiO3 sob alumina pelo método spin-coating. Um estudo comparativo foi desenvolvido sobre tratamento térmico no ciclo 3. Observam-se filmes com baixa porosidade e homogêneos com morfologias distintas. Observou-se a formação da fase Bi3NbO7 com crescimento no plano ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The central objective of this study was to obtain thin films of Bi3NbO7 with good dielectric properties at high frequency using organic citrate solution , metal salt and ethylene glycol as the precursor and the spin -coating deposition . The resin is obtained by the polymeric precursor method because the facilities of the process as inexpensive precursors , control of stoichiometry and low -temperature synthesis . After obtaining the precursor , polyester solution with controlled viscosity films were heat treated and characterized by X- ray diffraction , Scanning Electron Microscopy Field Emission Microscope Atomic Force , Transmission Electron Microscope , Thermogravimetric Analysis and Differential Thermal Analysis . The morphology of the films was correlated with viscosity, excess bismuth and annealing temperature used in calcination. To establish the best condition for heat treatment to obtain the crystalline phase , prepared in three different cycles films which were characterized by X-ray diffraction . The best course of treatment was the film treated at 700 ı C , 800 º C and 850 ı C for 2 hours or 3 cycle . Solutions with viscosity around 8.0 cps were used to deposit films on Si substrates coated with platinum and LaNiO3 on alumina by spin-coating method. A comparative study was conducted on heat treated in cycle 3 . Films are observed with low porosity and homogeneous with distinct morphologies . We observed the formation of Bi3NbO7 growth phase with the plane ( 111 ) for films deposited on Si substrates coated ... (Complete abstract click eletronic access below) / Mestre

Orientador: Alexandre Zirpoli Simões / Coorientador: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: César Renato Foschini / Banca: Maurício Antonio Algatti / Resumo: Neste trabalho é apresentado um estudo sobre a produção e caracterização físico-química e morfológica de filmes finos de óxido de nióbio (Nb2O5), obtidos pela técnica de spin-coating, buscando propriedades eletroquímicas e anticorrosivas superiores aos materiais existentes no mercado. Também foram realizados estudos quantitativos e qualitativos quanto a tais propriedades, com o intuito de simular aplicações no campo de prospecção de petróleo e gás offshore. A primeira etapa do estudo foi realizar a produção de tais filmes pelo método dos precursores poliméricos, utilizando uma solução precursora de citrato de nióbio aplicada pela técnica de spin-coating, seguido de tratamento térmico a 300 °C por 1 hora e 650 °C por 2 horas. Para a caracterização do filme fino e constatação da presença de óxido de nióbio, foram empregadas técnicas de microscopia eletrônica de varredura com avaliação de composição química na superfície pela técnica de energia dispersiva por raios X (EDX), difração de raios X (DRX), espectroscopia de fotoelétrons X (XPS) e análise de rugosidade por meio de microscopia óptica em modo confocal. A análise eletroquímica consistiu em ensaios de polarização cíclica (CP) e, posteriormente, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), comparando diferentes condições do revestimento de filmes finos. Os filmes foram depositados inicialmente em substratos de aço ABNT 4130 e, posteriormente, num aço API 5L X80. Levando-se em conta que os substratos de aço 4130 apresentavam mudança de coloração na superfície após tratamento térmico, alta taxa de corrosão atmosférica e ausência de repetibilidade nos ensaios de polarização cíclica para avaliação das propriedades eletroquímicas, optou-se pela deposição em substratos de aço API 5L X80 para minimizar tais efeitos. Verifico ... (Resumo Completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work is presented a study on the production and physical and chemical characterization and morphology of niobium oxide (Nb2O5) thin films, obtained by the spin-coating technique, seeking electrochemical and corrosion properties superior in comparison with the materials currently existing. Also, quantitative and qualitative studies were realized to evaluate such properties, simulating the application in the offshore oil & gas industry. The first step in this study was to realize the fabrication of such films using the polymeric precursor method, using a niobium citrate precursor solution applied by the spin-coating technique, followed by a heat treatment of 300 °C for 1 hour and 650 °C for 2 hours. To characterize the thin film and to confirm the presence of niobium oxide, were used the techniques of scanning electron microscopy (SEM) with chemical composition evaluation by X-ray dispersive energy (EDX), X-ray diffraction (XRD), X-photoelectrons spectroscopy (XPS) and roughness analysis by using optical microscpy in confocal mode. The electrochemical analysis consisted in cyclic polarization tests and, later, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), comparing different conditions of the thin film coating. The thin films were deposited initially in ABNT 4130 steel substrates and posteriorly in an API 5L X80 substrate. Taking into account that the 4130 substrates presented change of color on the surface after annealing, high atmospheric corrosion rate and lack of repeatability in the cyclic polarization tests to evaluate electrochemical properties, it was decided to deposit the films in API 5L X80 steel substrates to minimize such effects. It was verified that with the change of substrate, the effect of color change was reduced as well as the atmospheric corrosion rate, although the electrochemical teste continued with low repeatability ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Rogério Pinto Mota / Coorientador: Roberto Yzumi Honda / Banca: Emerson Ferreira de Lucena / Banca: Maurício Antonio Algatti / Resumo: A espectrometria de massa é um diagnóstico que pode auxiliar na compreensão da cinética química do meio plasma. Através dela podem-se levantar informações sobre algumas espécies presentes no meio e fazer inferências parciais sobre o comportamento do plasma quando parâmetros como pressão e potência aplicada são alterados. Também foi utilizada a técnica de medidas eletrostáticas com a sonda de Langmuir que contribuiu com informações para a compreensão dos processos físico-químicos do plasma. Ao serem analisadas e comparadas, as informações obtidas por estas técnicas expõem a relação entre o comportamento das espécies presentes no plasma e as características energéticas da população eletrônica. As condições em que os plasmas de diglime foram gerados se encontraram entre 50 e 220 mTorr de pressão de operação e de 0 a 40 W de potência aplicada. Dentro destes intervalos foram observadas diversas espécies oriundas da descarga, sendo acompanhadas as de 1, 15, 28, 31, 44, 59, 75 e 134 u.m.a., correspondentes aos fragmentos H, CH3, CH2CH2, CH3O, CH2CH2O, CH3OCH2CH2, CH3OCH2CH2O e CH3OCH2CH2OCH2CH2OCH3 (molécula de diglime), respectivamente. Foi observado que com o aumento da potência, a temperatura eletrônica variou de 1,7 a 2,45 eV e espécies menos massivas apresentaram um crescimento relativo mais acentuado. Comportamento inverso foi observado com a elevação da pressão de operação. Nestes plasmas, gerados através das descargas em diglime, polímeros foram sintetizados sob a forma de filmes finos e caracterizados através de técnica goniométrica e espectroscopia infravermelha, apresentando superfícies hidrofílicas com ângulo de contato entre 20o e 65o e ligações C-H nas faixas de 2960 a 2900 cm-1 e 1450 a 1380 cm-1, C=O em 1750 a 1650 cm-1 e grupos OH entre 3600 e 3200 cm-1 em suas cadeias. Assim pode ser ... (Resumo Completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Mass spectrometry is a diagnosis that might aid in the understanding of the chemical kinetic of the plasma. Through this technique may obtain information on some species in the environment and make partial inferences about the plasma behavior when parameters such as pressure and applied power are changed. It was also used the technique of electrostatic measurements using Langmuir probe that contributed with information for understanding the physical and chemical processes of the plasma. To be analyzed and compared, the information obtained by these techniques expose the relationship between the behavior of the species present in the plasma and the energy characteristics of the electronic population. The conditions under which the diglyme plasma is generated were found between 50 and 220 mTorr for operating pressure and from 0 to 40 W of applied power. Within these intervals were observed several species from the discharge, and accompanied the 1, 15, 28, 31, 44, 59, 75 and 134 a.m.u, fragments corresponding to the H, CH3, CH2CH2, CH3O, CH2CH2O, CH3OCH2CH2, CH3OCH2CH2O and CH3OCH2CH2OCH2CH2OCH3 (diglyme molecule), respectively. It was observed that with increased power, the electron temperature ranging from 1.7 to 2.45 eV and less massive species show a stronger relative increase. Opposite behavior was observed with increasing operating pressure. In these plasmas generated by diglyme discharge, polymers were synthesized in the form of thin films and characterized by goniometric technique and infrared spectroscopy, presenting hydrophilic surfaces with contact angles between 20 and 65 degree and CH bonds in ranges 2960 to 2900 cm-1 and 1450-1380 cm-1, C=O in 1750 at 1650 cm-1 and OH groups between 3600 and 3200 cm-1 in their chains. Thus, a relationship between the plasma phase and the formed polymer can be made to help the understanding of the deposition processes / Mestre