[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.

[pt] A microscopia magnética de varredura tem sido um importante campo de pesquisa destinado à obtenção das propriedades magnéticas de diferentes materiais e suas aplicações em áreas como geologia, medicina, ciências e tecnologia. No Laboratório de Instrumentação do Departamento de Física da PUC-Rio construímos e calibramos um microscópio magnético de varredura capaz de medir e mapear amostras com massas na ordem de microgramas. O microscópio foi construído utilizando um sistema de leitura baseado em uma configuração gradiométrica que utiliza dois elementos sensores de efeito Hall com tamanho de 300 um (micrômetro) e está separado da superfície da amostra por uma distância de 143 um (micrômetro). Os mapeamentos podem ser realizados sob um campo magnético aplicado de até 500 mT. Aperfeiçoamos o microscópio Hall utilizando uma plataforma feita de acrílico capaz de diminuir o ruído mecânico gerado durante o mapeamento usando um sistema de molas ligada à atuadores lineares responsáveis pela varredura bidimensional. Também foi construído um sistema de leitura composto por três placas de circuito impresso de baixo custo. O microscópio Hall possui uma sensibilidade em torno de 300 nTrms/ (Hz) 1/2 e foi calibrado usando uma esfera de níquel com 99 porcento de pureza. A sensibilidade em momento magnético alcançada foi da ordem de 10 −12Am2. Todos os equipamentos envolvidos na operação do microscópio são controlados utilizando a linguagem LabVIEW. Como exemplo de aplicação, fabricamos cubos feitos de micropartículas de óxido de ferro e nanopartículas magnéticas de magnetita usando o método de coprecipitação em meio alcalino. As propriedades magnéticas destes materiais foram obtidas utilizando o microscópio construído. / [en] Scanning magnetic microscopy has been an important field of research for obtaining magnetic properties of different materials and their applications in areas such as geology, medicine, science, and technology. In this study, a scanning magnetic microscope, capable of measuring and mapping samples with masses in the microgram range, was developed and calibrated at the Instrumentation Laboratory of the Physics Department of the PUC-Rio. This device was developed using a reading system based on a gradiometric configuration with two 300 um Hall-effect sensor elements. The microscope was separated from the sample surface by a distance of 143 um. The mappings can be performed under an applied magnetic field of up to 500 mT. The Hall microscope was improved by using a platform made of acrylic capable of reducing mechanical noise generated during the mapping, through a system of springs connected to linear actuators responsible for twodimensional scanning. A reading system with three low-cost printed circuit boards was also developed. The Hall microscope has a sensitivity of around 300 nTrms/(Hz)1/2 and was calibrated using a nickel sphere (99 percent pure). The magnetic moment sensitivity achieved was of the order of 10 −12Am2. All devices used for operating the microscope were controlled using the LabVIEW language. As an application example, cubes of iron oxide microparticles and magnetite magnetic nanoparticles were made using the alkaline coprecipitation method. The magnetic properties of these materials were obtained using the microscope developed in this study.

OBJETIVO: Evaluar el efecto de Coca-Cola® y Schweppes® Limón en la fuerza adhesiva, el adhesivo remanente y la microfiltración debajo de los brackets. Examinar mediante microscopio electrónico de barrido (MEB) el efecto de estas bebidas en el esmalte intacto y esmalte sellado. MÉTODO: Se cementaron 120 brackets en incisivos bovinos y se dividieron 1) grupo control, 2) Coca-Cola®, 3) Schweppes® Limón. Los dientes fueron sumergidos en las bebidas tres veces al día (15 minutos) durante 15 días. La fuerza de adhesión fue medida con una máquina universal de ensayos y el adhesivo remanente, utilizando un equipo de análisis de imagen. La microfiltración en la interfase esmalte-adhesivo y adhesivo-bracket se determinó utilizando azul de metileno. Para las observaciones al MEB se utilizaron 108 dientes. RESULTADOS: No se encontraron diferencias significativas en la fuerza adhesiva y el adhesivo remanente entre grupos. La microfiltración en la interfase esmalte-adhesivo para Coca-Cola® y Schweppes® Limón fue significativamente mayor que para el grupo control. En la interfase adhesivo-bracket la microfiltración de Coca-Cola® fue mayor que el grupo control, mientras que la microfiltración de Schweppes® Limón no difirió significativamente ni de Coca-Cola® ni del grupo control. Las bebidas produjeron erosión del esmalte y pérdida del material adhesivo. / Objective: To evaluate the effect of Coca-Cola® and Schweppes®-Limón on bond strength, adhesive remnant and microleakage beneath brackets. To examine by Scanning Electron Microscope (SEM) the effect of these drinks on intact and sealed enamel. Methods: 120 brackets were bonded to bovine incisors and divided into: 1)Control-group; 2)Coca-Cola®; 3)Schweppes®-Limón. The teeth were submerged in the drinks 3 times/day (15 minutes) during fifteen days. Shear bond strength was measured with a universal test machine, and adhesive remnant using image analysis equipment. Microleakage at the enamel-adhesive and adhesive-bracket interfaces was detected using methylene blue. 108 teeth were used to examine by SEM the effect of the drinks on intact and sealed enamel. Results: No significant differences were found in bond strength and adhesive remnant between groups. Microleakage at the enamel-adhesive interface for Coca-Cola® and Schweppes®-Limón was significantly greater than for the control. At the adhesive-bracket interface microleakage was significantly greater with Coca-Cola® than with the control whilst microleakage with Schweppes®-Limón did not differ significantly from either Coca-Cola® or the control. The drinks produced enamel erosion and loss of adhesive.