Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 416794a.pdf: 18107151 bytes, checksum: 08d8b67e422b3f35e88d276f2ab08519 (MD5) Previous issue date: 2009-08-03 / O processo de track-etching foi aplicado para a produ??o de nanoporos em folhas de policarbonato com espessuras de 12 e 40 Zm. Esse processo ? dividido em duas etapas. A primeira etapa envolve irradia??o de folhas polim?ricas com ?ons de alta energia em doses baixas e, a segunda consiste em submergir a folha polim?rica em uma solu??o qu?mica adequada, para promover a remo??o das partes sensibilizadas e conseq?ente forma??o de cavidades ou poros. Nesse contexto, os objetivos deste trabalho foram, primeiramente, desenvolver um processo de ataque qu?mico eficiente para produ??o de poros com algumas centenas de nan?metros, e segundo, realizar um estudo da influ?ncia de pr?-irradia??o com pr?tons, no tamanho e morfologia dos poros produzidos. Para isso, amostras de policarbonato (Makrofol) foram irradiadas com ?ons de Au+7 de 18 MeV e H+ de 2 MeV, no acelerador de ?ons Tandetron, al?m disso, foram feitas irradia??es com ?ons de Au+14 de 200 MeV no acelerador Tandar. Tamb?m foram utilizadas folhas com espessura de 40 Zm j? irradiadas com ?ons desconhecidos de centenas de MeV no acelerador Ganil. Posteriormente ? irradia??o, as amostras foram submetidas a um ataque qu?mico com solu??o alcalina de hidr?xido de s?dio em concentra??es de 4, 5, 6, 7, 8 e 9 M durantes diferentes tempos, para verificar a influ?ncia da concentra??o e do tempo de ataque no tamanho de poros formados. A temperatura do ataque foi fixada em 60?C. A caracteriza??o das amostras foi feita atrav?s de microscopia eletr?nica de varredura (MEV), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e cromatografia de permea??o em gel (GPC). Os resultados indicam que a irradia??o i?nica induz preferencialmente o processo de cis?o das cadeias polim?ricas e conseq?ente redu??o da massa moleculares do pol?mero. Percebe-se tamb?m a redu??o de todas as bandas espectrais no IR do policarbonato e sua depend?ncia com irradia??o. Ap?s o ataque qu?mico das amostras irradiadas, poros cil?ndricos s?o produzidos com tamanhos control?veis pela concentra??o da solu??o de etching e do tempo de ataque, bem como pela pr?18 irradia??o com feixe de pr?tons. Percebe-se ainda que a concentra??o limiar para o aparecimento dos poros foi de 5M com o tempo de incuba??o maior que dois minutos para as folhas de 40 Zm, mas inferiores a um minuto para as folhas de 12 Zm.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 429538.pdf: 4802472 bytes, checksum: d319fc8b81132abbc2f53c759f518856 (MD5) Previous issue date: 2011-03-04 / Cavidades e poros micro e nanom?tricos podem ser produzidos quando superf?cies polim?ricas s?o bombardeadas por ?ons energ?ticos e expostas a agentes qu?micos apropriados. Neste trabalho foi investigado o efeito da irradia??o de pr?tons sobre o tamanho dos poros produzidos por ?ons de ouro no policarbonato, bem como as poss?veis diferen?as advindas da seq??ncia de irradia??o. Folhas de 12 μm de policarbonato Makrofol KG foram irradiadas com pr?tons de 2 MeV em v?cuo (~10-6 Torr) com flu?ncias entre 5x1012 e 5x1014 ?ons/cm2 ? temperatura ambiente. As irradia??es foram realizadas antes ou ap?s a forma??o das trilhas i?nicas por bombardeio de Au+7 de 18 MeV. As amostras foram atacadas com solu??o de NaOH 6 M em temperatura de 60?1?C em diferentes tempos (1-3 min). Os resultados obtidos mostram que a irradia??o com pr?tons em baixas flu?ncias causa uma redu??o nos di?metros dos poros, quando comparados com amostras irradiadas apenas por ?ons de Au. Esse comportamento ocorre independentemente da ordem de irradia??o. A redu??o m?xima do di?metro dos poros acontece para flu?ncias de 2 a 5x1013 ?ons/cm2. Essa diminui??o foi atribu?da ? exist?ncia de dois efeitos competitivos que predominam em diferentes faixas de flu?ncias. O decr?scimo do di?metro dos poros em baixas doses ? induzido pelo aumento da cristalinidade. Em flu?ncias mais altas a amorfiza??o e cis?o de cadeias s?o os efeitos dominantes, induzindo um leve crescimento dos poros. Assim, a irradia??o com pr?tons pode ser utilizada para controlar o di?metro dos poros formados no policarbonato.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:59:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 466225.pdf: 8821107 bytes, checksum: 29eac7664f9d5e8636f822b7baf681b7 (MD5) Previous issue date: 2015-03-04 / In this work, molecular dynamics (MD) simulations were carried out to study the ion-irradiation induced effects on ultrathin molecular films. The energy deposited by the ions is computationally simulated using a simple thermal spike with particles interacting via the Lennard-Jones potential. It was investigated the effect of thin and ultrathin (2 60 nm) films thickness variation in the dimensions of the defects created on the surface crater s diameter (Dc) and depth (Cd) and ridge (rim) volume. Crystalline and amorphous systems were modeled, and different radius and temperature combinations were investigated for the simulated cylindrical track. Qualitative and quantitative results obtained from crystalline and amorphous samples were compared. The analysis of the system s dynamics after the track energy got transferred into atomic motion allowed to identify the mechanisms responsible for the formation of the surface defects. Crater size is mostly determined by evaporation and melt flow from the hot track, while the rim size is determined both by melt flow and coherent displacement of particles due to the large pressure developed in the excited track. We find a large dependence on the dimensions of the surface defects, and in the number of sputtered particles, with the film thickness (h) below a critical value hcr?tico. The critical thickness for the rim volume, more sensitive to the confinement of the film, was found to be higher than the hcr?tico for Dc, since mechanisms involved in the formation of both effects are different. Also from a critical h on, the sputtering yield got smaller as the film thickness decreased. The sputtered particles depth of origin zorigem was obtained as a function of h. As a result from simulations with amorphous films it was obtained zorigem<h/2. Results from simulations were compared to recent experimental data. / Neste trabalho, simula??es por din?mica molecular (MD) foram empregadas para estudar efeitos induzidos pela irradia??o i?nica de alta energia em filmes moleculares ultrafinos. A energia depositada pelos ?ons ? computacionalmente simulada usando um modelo simples de thermal spike com part?culas interagindo pelo potencial de Lennard-Jones. Foi investigado o efeito da varia??o da espessura de filmes ultrafinos (2 60 nm) nas dimens?es dos defeitos criados na superf?cie - di?metro (Dc) e profundidade (Cd) da cratera e volume da protuber?ncia (rim). Foram modelados sistemas cristalino e amorfo, e investigadas diferentes combina??es de raio e temperatura da trilha de excita??o gerada pelos ?ons. Os resultados qualitativos e quantitativos obtidos usando os s?lidos cristalino e o amorfo foram comparados. A an?lise da din?mica do sistema ap?s a energia da trilha i?nica ser transferida para movimento at?mico permitiu identificar os mecanismos respons?veis pela forma??o dos defeitos de superf?cie. O tamanho da cratera ? determinado principalmente pela eje??o de material e pelo fluxo de material fundido da trilha superaquecida, enquanto o rim tem origem tanto no fluxo de material derretido quanto no deslocamento coerente de um pulso de press?o oriundo do centro da trilha excitada. Foi encontrada uma forte depend?ncia entre as dimens?es dos defeitos de superf?cie, e no n?mero de part?culas ejetadas (sputtering), quando a espessura do filme (h) ? menor que um valor cr?tico hcr?tico. A espessura cr?tica para o volume do rim, mais sens?vel ao confinamento do filme, foi maior que para o Dc, devido aos diferentes mecanismos envolvidos. O sputtering foi cada vez menor com a redu??o de h a partir tamb?m de um valor cr?tico de h. Tamb?m foram obtidas a profundidade de origem zorigem das part?culas ejetadas, e o sputtering em fun??o de h. Para os filmes amorfos se obteve zorigem<h/2. Resultados das simula??es foram comparados com dados experimentais recentes. Os melhores resultados das simula??es obtiveram ?tima correla??o qualitativa para Dc e para o volume do rim.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:59:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 393356.pdf: 3379386 bytes, checksum: bad8f06e377a810f014c94a0e2d3e258 (MD5) Previous issue date: 2007-08-07 / ?ons de diferentes n?meros at?micos e com energias entre 1 e 2200 MeV foram usados para bombardear em flu?ncias baixas, filmes de SiO2 crescidos termicamente sobre substrato de sil?cio. Ap?s a irradia??o, os filmes foram submetidos a um ataque qu?mico em solu??o aquosa de HF, produzindo buracos c?nicos nesses filmes, com abertura que variaram de poucos nan?metros at? &#8776;150 nm. Os filmes foram analisados sobre microscopia de for?a at?mica e microscopia eletr?nica de transmiss?o. O di?metro das cavidades c?nicas, o ?ngulo de cone, e a dispers?o foram determinados em fun??o da energia depositada pelos ?ons por unidade de comprimento (dE/dx) para uma condi??o de ataque fixa. As cavidades s?o observadas nas amostras irradiadas, apenas quando o poder de freamento eletr?nico (dE/dx)e ? maior que 200 e V/?. Este limiar independe do valor do poder de freamento nuclear (dE/dx)n dos ?ons incidentes. Inicialmente, para energias baixas na zona do limiar, os poros t?m contornos pouco definidos e uma distribui??o de tamanhos relativamente grande (15 - 20%). Com o aumento do poder de freamento eletr?nico, os poros aumentam de tamanho at? um valor de satura??o. O ?ngulo de cone dos poros e a distribui??o de tamanhos modificam-se fortemente numa estreita faixa de dE/dx (entre 250 - 400 eV/?). Nessa regi?o de transi??o, o ?ngulo de abertura dos cones passa de &#8776;85? para 20?, e a dispers?o de tamanhos baixa de &#8776;20% para 4%. Para (dE/dx)e &#8805; 450 eV/? a varia??o no tamanho, ?ngulo de cone e dispers?o das cavidades ? pequena, indicando que nesse regime as trilhas de danos s?o cont?nuas e de igual tamanho. A evolu??o da forma e tamanho das cavidades com o poder de freamento, esta associada com as modifica??es na estrutura de danos ao longo das trilhas i?nicas, que passa de descont?nua para cont?nua com o aumento do poder de freamento.?ons de diferentes n?meros at?micos e com energias entre 1 e 2200 MeV foram usados para bombardear em flu?ncias baixas, filmes de SiO2 crescidos termicamente sobre substrato de sil?cio. Ap?s a irradia??o, os filmes foram submetidos a um ataque qu?mico em solu??o aquosa de HF, produzindo buracos c?nicos nesses filmes, com abertura que variaram de poucos nan?metros at? &#8776;150 nm. Os filmes foram analisados sobre microscopia de for?a at?mica e microscopia eletr?nica de transmiss?o. O di?metro das cavidades c?nicas, o ?ngulo de cone, e a dispers?o foram determinados em fun??o da energia depositada pelos ?ons por unidade de comprimento (dE/dx) para uma condi??o de ataque fixa. As cavidades s?o observadas nas amostras irradiadas, apenas quando o poder de freamento eletr?nico (dE/dx)e ? maior que 200 e V/?. Este limiar independe do valor do poder de freamento nuclear (dE/dx)n dos ?ons incidentes. Inicialmente, para energias baixas na zona do limiar, os poros t?m contornos pouco definidos e uma distribui??o de tamanhos relativamente grande (15 - 20%). Com o aumento do poder de freamento eletr?nico, os poros aumentam de tamanho at? um valor de satura??o. O ?ngulo de cone dos poros e a distribui??o de tamanhos modificam-se fortemente numa estreita faixa de dE/dx (entre 250 - 400 eV/?). Nessa regi?o de transi??o, o ?ngulo de abertura dos cones passa de &#8776;85? para 20?, e a dispers?o de tamanhos baixa de &#8776;20% para 4%. Para (dE/dx)e &#8805; 450 eV/? a varia??o no tamanho, ?ngulo de cone e dispers?o das cavidades ? pequena, indicando que nesse regime as trilhas de danos s?o cont?nuas e de igual tamanho. A evolu??o da forma e tamanho das cavidades com o poder de freamento, esta associada com as modifica??es na estrutura de danos ao longo das trilhas i?nicas, que passa de descont?nua para cont?nua com o aumento do poder de freamento. Em baixas energias, aglomerados de defeitos s?o pouco prov?veis e a trilha de danos n?o ? revel?vel (isto ?, n?o gera poro). Em energias intermedi?rias, flutua??es na deposi??o de energia ocorrem, resultando na forma??o de trilhas descont?nuas e uma alta dispers?o de tamanhos nas cavidades processadas. C?lculos baseados no modelo "thermal spike" reproduziram satisfatoriamente os valores encontrados para os (dE/dx)limiar, se a forma??o de uma zona fundida ao longo da trilha i?nica ? usada como crit?rio de produ??o de trilhas revel?veis. As propriedades refletoras das camadas de SiO2/Si nanoestruturadas por bombardeio i?nico foram investigadas na regi?o espectral de 350 - 1300 nm. Resultados preliminares indicam valores de reflet?ncia menores que as camadas sem poros e pr?ximos de 15%.

Submitted by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-06-30T18:08:55Z No. of bitstreams: 1 DIS_DANIELI_BORN_GUERRA_COMPLETO.pdf: 6232841 bytes, checksum: 6cce70184509f5204d1a506262b6559b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-30T18:08:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_DANIELI_BORN_GUERRA_COMPLETO.pdf: 6232841 bytes, checksum: 6cce70184509f5204d1a506262b6559b (MD5) Previous issue date: 2017-03-30 / In this work, we investigated the effects of ion implantation and irradiation on the structure and morphology of Bi e Bi2+xTe3-y nanowires exposed to Au and Cu beams with energies ranging from 30 keV to 1 MeV. The wires were grown by template-assisted electrodeposition with diameters of 30, 100 and 130 nm. Bi-rich compounds are obtained at -200 mV using an Ag/AgCl reference electrode. Almost stoichiometric nanowires are obtained at 0 mV vs Ag/AgCl. XRD measurements revealed a polycrystalline structure, with a strong peak in the planes (0 1 5) for Bi-rich wires and a preferential diffraction (1 1 0) for the Te-rich compounds. The dark field TEM analyzes indicates an influence of the nanochannel geometry on the grain size of nanowires. The irradiation parameters were selected based on simulations from SRIM and Iradina programs. The irradiations were performed with the wires deposited in transmission electron microscopy (TEM) grids. The irradiated nanowires presented different morphologies, depending on the irradiation conditions, sometimes presenting a ?wavy? morphology. Cu irradiations did not cause significant modifications in the crystalline structure of the samples. For samples irradiated with Au, TEM analysis revealed an amorphized structure, containing an embedded dispersion of small spherical crystallites. Besides, a distribution of nanoparticles dispersed in the vicinity of the irradiated wires was seen on the TEM grids, formed most probably from material redepositing due to sputtering. The 400 keV and 1 MeV Au ions have comparable stopping powers. However, for irradiations at 1 MeV the material underwent a greater erosion process, resulting in the formation of holes through the wires. / Neste trabalho, investigamos os efeitos de implanta??o e irradia??o i?nica na estrutura e morfologia de nanofios de Bi e Bi2+xTe3-y expostos a feixes de Au e Cu com energias que variam de 30 keV a 1 MeV. Os fios foram crescidos por eletrodeposi??o no modo template assisted com di?metros de 30, 100 e 130 nm. Compostos ricos em Bi s?o obtidos a -200 mV em rela??o a um el?trodo de refer?ncia de Ag/AgCl. Nanofios quase estequiom?tricos s?o obtidos a 0 mV vs. Ag/AgCl. As medidas DRX revelaram uma estrutura policristalina, com um forte pico dos planos (0 1 5) para fios ricos em Bi e uma difra??o preferencial (1 1 0) para os compostos ricos em Te. As an?lises de campo escuro de TEM indicam uma influ?ncia da geometria dos nanocanais no tamanho de gr?o do nanofio. Os par?metros de irradia??o foram selecionados com base em simula??es dos programas SRIM e Iradina. As irradia??es foram realizadas com os fios depositados em grades de microscopia eletr?nica de transmiss?o (TEM). Os nanofios irradiados apresentaram diferentes morfologias, dependendo das condi??es de irradia??o, podendo adquirir uma superf?cie "ondulada". As irradia??es realizadas com feixes de Cu n?o causaram modifica??es significativas na estrutura cristalina das amostras. Para as amostras irradiadas com Au. Observa??es de TEM revelam uma dispers?o de pequenos cristalitos esf?ricos embutidos em uma estrutura amorfizada. Al?m disso, uma distribui??o de nanopart?culas na vizinhan?a dos fios irradiados tamb?m foi observada nas grades TEM, provavelmente formada por redeposi??o de material devido ao sputtering. Ainda que os ?ons de Au de 400 keV e 1 MeV depositem valores de energia compar?veis, para irradia??es a 1 MeV o material sofreu um processo de eros?o maior, resultando na forma??o de furos atrav?s dos fios.