Orientador: Celso Valentim Santilli / Banca: Marian Rosaly Davolos / Banca: Dimas Roberto Vollet / Banca: Léo Ricardo Bedore dos Santos / Banca: Kátia Jorge Ciuffi / Resumo: Este trabalho focaliza o estudo de materiais a base de TiO 2 obtidos utilizando-se do processo sol- gel. Buscou-se, através desse processo, controlar a hidrólise, o tamanho e a agregação das partículas, utilizando modificadores orgânicos nas primeiras etapas da síntese das suspensões coloidais, o que possibilitou preparar pós redispersáveis. As suspensões foram preparadas a partir da hidrólise do tetra-isopropóxido de titânio Ti(OPri)4 modificado com acetilacetona (Acac) em solução aquosa de ácido para-toluenossulfônico (PTSH). O efeito das razões de Acac/Ti, PTSH/Ti e H2O/Ti nas características físicoquímicas dos sistemas (soluções, sois, pós e filmes finos) foi avaliado pelo emprego de técnicas espectroscópicas (Raman, 13C RMN, EXAFS e XANES), análises térmicas (TG, ATD) e nanoscópicas (SAXS, RERX) Nas suspensões obtidas após hidrólise evidenciouse por espectroscopia Raman a presença dos grupos Acac e OPri ligados aos átomos de titânio. Todas as suspensões preparadas em presença de Acac, PTSH e H2O (H2O/Ti<20) são formadas por um conjunto monodisperso de nanopartículas com raio de giro de aproximadamente 10Å. Evidenciou-se a formação de agregados com estrutura fractal na ausência de PTSH ou pela adição de grande excesso de água (H2O/Ti>20). O estudo dos pós obtidos por secagem convencional (xerogéis) revelou a presença de grupos Acac formando anéis quelato com os átomos de titânio da superfície das nanopartículas de TiO2 bem como de moléculas de PTSH. A presença dessas duas espécies protege a superfície das partículas contra a agregação irreversível, resultando em pós totalmente redispersáveis em uma mistura álcool/água (70/30 v/v). O pós secos não são cristalinos e a ordem local dos átomos de titânio, revelada por EXAFS e XANES, apresenta uma característica intermediária entre a coordenação tetraédrica e octaédrica...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work the study of TiO2 based materials prepared by the sol-gel process is focused. The aim of using this process was to control the hydrolysis, the size and aggregation of particles, by organic modification of the colloidal suspensions particles surface during the first synthesis steps. This strategy allowed to redispersible powders. Suspensions were prepared from titanium tetraisopropoxide Ti(Opri)4 modified by acetilacetone (Acac) in para-toluene sulfonic acid (PTSH) aqueous solution. The effect of Acac/Ti, PTSH/Ti and H2O/Ti ratios on the physico-chemical characteristics of systems (solutions, sols, powders and thin films) was followed by spectroscopic (Raman, 13C RMN, EXAFS and XANES), thermometric (TG, DTA) and nanoscopic (SAXS, RERX) measurements. Raman results evidenced the presence of Acac and OPri groups bonded to titanium atoms for suspensions prepared from hydrolysis. Suspensions prepared in presence of Acac, PTSH and H2O (H2O/Ti<20) are formed by monodisperse set of nanoparticles with giration radius of almost 10Å. The formation of fractal structured aggregates was evidence in absence of PTSH or under excess of water (H2O/Ti=20). Conventionally dried powders (xerogels) show the presence of Acac groups or PTSH molecules quelated to surface titanium from TiO2 nanoparticles. The presence of both these species protect the particles surface against irreversible aggregation, giving rise to totally redispersible powders in alcohol water mixture (70/30 v/v). Dried powders are non-crystalline, but the local structure around titanium atoms, reveled by EXAFS e XANES, present intermediate characteristic between tetrahedral and octahedral coordination. The thermal analysis of powders revealed that the high liberation of heat during organic combustion favours material densification at relatively low temperatures (~500ºC). This behavior was explored in the preparation of transparent...(Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Resumo: Dióxido de estanho, 'SNO IND.2', é um material semicondutor com transição de banda de energia (bandgap) larga, sendo que para o cristal (bulk), a energia pode variar de 3,6 até 4,2 eV, dependendo do método utilizado no preparo do material e também do teórico utilizado para o cálculo do bandgap. Suas propriedades ópticas, elétricas e estruturais são responsáveis pela grande quantidade de aplicações tecnológicas, tais como sensores para deteccção de gases, dispositivos óptico-eletrônicos, varistores e mostradores (displays) de cristal liquido entre outras. A natureza de transição de bandas de energia de 'SNO IND.2' tem sido motivo de controvérsia entre vários trabalhos já publicados, tanto teóricos quanto experimentais. Neste trabalho, apresentamos uma revisão de trabalhos teóricos e experimentais, selecionados da literatura, a respeito da natureza da transição direta ou indireta do bandgap do material. Apresentamos também um estudo das propriedades ópticas e estruturais de filmes finos de 'SNO IND.2', depositados sobre substrato de vidro e principalmente sobre substrato de quartzo, pela técnica de dip-coating via sol-gel. A influência dos dopantes foi analisada através de caracterização estrutural por difração de raios-X e também de medidas de absorção óptica. Além disso, também foram realizados cálculos da estrutura de bandas de cristal (bulk), superfície (110) e superfície (101), usando métodos de Primeiros-Princípios. Estes resultados são comparados ao bandgap obtido experimentalmente através de dados de absorção óptica e fotocondutividade em função do comprimento de onda da luz. / Abstract: Tin dioxide, 'SNO IND.2', is a wide bandagap semiconductor. For the bulk, the bandgap energy may vary in the range 3.6 to 4.2 eV, depending on the method used for its preparation or on the theoretical method employed for the bandgap calculation. The combination of its optical, electrical and structural properties is responsible by the large number of technological applications, such as gas sensors, opto-electronic devices, varistors and liquid crystal display, among others. The bandgap nature has been the focus of controversy among many published papers, either experimental as well as theoretical. In this work, we present a review of published theoretical and experimental papers, selected from the literature, concerning the driect or indirect bandgap nature. A study of optical and structural properties od 'SNO IND.2' thin films, deposited by sol-gel-dip-coating technique, on glass and mainly quartz substrates, is also shown. The influence of doping is also analyzed by the structural characterization through X-ray diffraction data as well as optical absorption measurements. Besides, band structure calculation is also shown, performed on bulk, besides (110) and (101) surfaces, using the First Principles method. These results are compared to experimentally obtained bandgap, through experimental data of optical absorption and photoconductivity as function of light wavelength. / Orientador: Luís Vicente de Andrade Scalvi / Coorientador: Júlio Ricardo Sambrano / Banca: Margarida Juri Saeki / Banca: Sérgio Ricardo de Lázaro / 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 da Unesp / Mestre

Orientador: Paulo Noronha Lisboa Filho / Banca: Carlos Roberto Grandini / Banca: Rubens de Andrade Júnior / 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 da Unesp / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo estudar as propriedades magnéticas e de transporte elétrico de filmes finos de MG"BIND.2', de espessura, rescidos pelo método de Pulsed Laser Deposition, diante de variações de conformidade microestrutural. Para efeito de comparação, foram utilizados filmes finos com 100 e 400nm de espessura crescidos pelo método Chemical Vapor Deposition. O trabalho foi possível graças ao desenvolvimento de um sistema de fixação de amostras que mostrou ser eficaz nos casos onde a deposição de terminais com epóxi prata inutiliza as amostras para estudos posteriores devido à contaminação. Foram realizados ensaios de magneto-transporte, magnetização e susceptibilidade magnética utilizando o Physical Property Measurement System (PPMS). Os resultados de magneto-transporte foram modelados matematicamente por meio do modelo de Bloch-Grüneisen, mediante o uso do software Mathematica. A análise dos resultados mostrou que diferenças microestruturais conduzem a um comportamento de resistividade no estado normal diferenciado. A possível existência de uma microestrutura diferenciada, onde há dificuldade em se definir um contorno de grão, e praticamente a inexistência de material intragranular, podem ser a chave para o entendimento de medidas de transporte elétrico e magnéticas tão singulares, onde não há evidências de comportamento inter e intragranular, como ocorre geralmente nos supercondutores cerâmicos. Por último, o modelamento da resistividade permitiu validar todo o sistema de medidas utilizado, pois os resultados obtidos estão em acordo com a literatura. / Abstract: In this work it was studied magnetic and electrical transport properties of MG"B IND.2' thin films, with 200nm of thick, grown by the method of Pulsed Laser Deposition, in front of microstructure variation. For comparison, were also analyzed thin films with 100 and 400nm of thickness grown by Chemical Vapor Deposition method. This study was possible since the development of sample fixing system that showed be effective in the cases that the terminals depositions with silver epoxy make samples useless for the future studies due to contamination. Magnetic-transport, magnetization and magnetic susceptibility were performed using the Physical Property Measurement System (PPMS). The results of magnetictransport measurements were modeled by the Bloch-Grüneisen model through the Mathematica Software. Analysis of the results showed that microstructural differences of the samples make different the value of resistivity in the normal state. Possible existence of the different microstructural where have difficult to define the grain boundary and absent of intergranular material, factors that can the key for the understanding of electrical transport and magnectic measurements how individuals, where no have evidences of inter and intragranular behavior, how exist in the ceramic superconductors. At last, the resistivity model permitted validates all the measurement system utilized, because the results obtained are in agreement with the literature. / Mestre

Orientador: Nilson Cristino da Cruz / Banca: Antônio Riul Júnior / Banca: Rogério Pinto Mota / 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 da Unesp / Resumo: A modificação da tensão superficial de um líquido depositado sobre uma superfície sólida pela aplicação de um campo elétrico entre estes dois elementos é denominada eletromolhabilidade. Neste trabalho foi avaliada a eletromolhabilidade em filmes poliméricos depositados sobre amostras de alumínio pela técnica de Implantação Iônica e Deposição por Imersão em Plasma, IIDIP, usando descargas produzidas a partir de misturas de acetileno ('C IND. 2 'H IND.2') e argônio. Imediatamente após as deposições, os filmes foram expostos a plasmas de 'SF IND. 6' para a obtenção de superfícies mais hidrofóbicas. Em uma primeira etapa do estudo foi variada a condição de deposição, enquanto em etapas posteriores foram variados o tempo e a potência do tratamento com 'SF IND. 6'. A composição dos filmes e a estrutura química foram analisadas por espectroscopias de fotoelétrons de raios X e de absorção no infravermelho. A energia livre de superfície e a molhabilidade foram obtidas através de medidas de ângulo de contato, usando água e diiodometano como líquidos de teste. O fenômeno da eletromolhabilidade foi avaliado medindo-se o ângulo de contato em função da diferença de potencial aplicada entre um fio de cobre em contato com uma gota de água colocada sobre o filme e o substrato de alumínio. A resistividade elétrica superficial foi medida por um eletrômetro digital usando o método das duas pontas. Foi observado que as propriedades dos filmes são fortemente dependentes das condições de deposição e tratamento. Variações tão grandes do ângulo de contato quanto 45° foram obtidas com aplicação de 110 V. / Abstract: The modification of the superficial tension of a liquid deposited onto a solid surface by the application of an electric field between these two elements is denominated electrowetting. In this work it has been evaluated the electrowetting ability of thin polymeric films. The films were deposited onto aluminum plates by plasma immersion ion implantation and deposition technique, PIIID, from acetylene ('C IND. 2 'H IND.2') and argon atmospheres. Immediately after the depositions the films were exposed to 'SF IND. 6' plasmas to enhance the hydrophobicity of the surfaces. A set of samples were produced under different deposition parameters and a second set of experiments were performed submitting the samples to 'SF IND. 6' plasmas under different excitation power and exposure times. The composition of the films has been analyzed by xray photoelectron and Fourier transform infrared spectroscopies. Surface free energy and wettability have been evaluated by contact angle measurements using water and diiodomethane as probe liquids. The electrowetting effect was quantified by measuring the contact angle as a function of the DC voltage applied between a copper wire in contact with the water droplet placed onto the film and the aluminum substrate. Surface electrical resistivity was measured by a digital electrometer using the two-point probe method. It has been observed that film properties are strongly dependent on both the conditions of deposition and treatment. Variation as high as 45° in the contact angle have been observed with the application of 110 V. / Mestre

Orientador: Antonio Riul Júnior / Banca: Carlos José Leopoldo Constantino / Banca: Marcelo Nalin / 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 da Unesp / Resumo: Utilizamos uma "língua eletrônica" a base de filmes ultrafinos de diferentes materiais, e medidas de espectroscopia de impedância, para analisar amostras de açúcar fornecidas pela Usina da Barra S/A, unidade UNIVALEM de valparaíso (SP). As características do açúcar na usina são geralmente determinadas pela cor ICUMSA (International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis) e teor de sacarose medido por luz polarizada. Nossa proposta é verificar se a "língua eletrônica" serve como ferramenta auxiliar na avaliação dos diferentes tipos de açúcar, e também açúcares similares, mas com diferentes cores IMCUSA. Ressaltamos que o fato do açúcar ser uma substância não eletrolítica dificulta grandemente esse tipo de avaliação em dispositivos semelhantes que usam outras técnicas de medidas, como potenciometria ou voltametria cíclica. Entretanto, as amostras na concentração 1mM (abaixo do limite de sensibilidade biológico = 10mM para o paladar doce) foram facilmente identificadas, conseguimos melhorar consideravelmente a resposta das medidas de impedância elétrica corrigindo o pH = 7 de todas as amostras. Verificamos através da técnica de Espectroscopia de Espalhamento Raman possíveis interações entre o filme e as soluções analisadas, obtendo resultados satisfatórios. / Abstract: An electronic tongue system based on ultra-thin films of different materials and impedance spectroscopy measurements was used in the assessment of sugar samples from Usina da Barra S/A, Univalem branch at Valparaíso (SP). Sugar characteristics in the plant station are generally made by ICUMSA (International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis) colour and sucrose content, measured by polarized light. We intend to check if the electronic tongue serves as an auxiliary tool in the evaluation of different samples and also sugars having similar ICUMSA colours. It is worth mentioning that sugar is a non-electrolyte substance, being quite difficult to be detected in similar devices using other techniques, such as potentiometry and cyclic voltammetry. However, samples at 1 mM (below the human threshold = 10mM for sweetnes) were easily distinguished. We could improve considerably the correlation of the samples at pH = 7. In addition, through raman spectroscopy we check possible interactions between films and analytes, with satisfactory results. / Mestre

Orientador: Teófilo Miguel de Souza / Banca: Samuel Euzedice de Lucena / Banca: Osiris Cancigleri Júnior / Resumo: Sendo um importante e emergente ramo dentro da área dos novos materiais, a deposição de filmes de diamante CVD tem despertado cada vez mais interesse na comunidade científica internacional. O propósito principal dessa dissertação é contribuir com os trabalhos de pesquisa sobre deposição de filmes de diamante CVD, assistidos por filamento quente. O desenvolvimento dos experimentos ocorreu utilizando-se amostras com substratos de Si, sobre as quais foram depositados diamante CVD, com adição de baixa concentração de N2 à mistura gasosa precursora. Optou-se pela baixa concentração, sendo esta uma condição desafiadora, com poucas informações disponíveis. As amostras resultantes dos experimentos foram caracterizadas através do MEV, DRX e EDX revelando, respectivamente uma morfologia com mesmo tamanho e formato dos cristais, confirmando ainda a presença de filme de diamante CVD, cujos cristais apresentaram dimensões uniformes e o filme formado teve cobertura de toda amostra. Assim verificou-se que com a adição de 0,75% em volume de N2 houve a deposição de diamante CVD de alta pureza cristalina, ou seja, de alta qualidade. / Abstract: As an important and emergent material the CVD diamond has got the attention of the international scientific communities. This study is aimed at continuing the research about CVD diamond using a hot-filament reactor, analyzing its potential and possibilities of its technological applications. The development of the experiments were done on Si substrate samples and the growth process was studied with the introduction of small concentration of N2 in the feed gas mixture, during the diamond growth, in the hot-filament reactor by the chemical vapor deposition technique. The decision to choose a small concentration of N2 was taken because there are few papers and published results. The diamond samples were characterized by scanning electron microscopy and X-ray to verify the properties of the sample and also its morphology. The diamond growth in the nitrogen atmosphere resulted in crystals and thin films with similar morphology and dimensions. Therefore, by the characterization techniques it was verified that the addition of 0,75% in volume of N2 has resulted in a high crystalline purity CVD diamond deposition. / Mestre

Orientador: Paulo Noronha Lisboa Filho / Banca: Margarida Juri Saeki / Banca: Valmor Roberto Mastelaro / 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 da Unesp / Resumo: Este trabalho teve como objetivos a preparação e caracterização de filmes finos de YBa2Cu3O.7-x e La0.7Ca0.3MnO3 depositados sobre substratos de níquel metálico, silício, e substratos cerâmicos de MgO, SrTiO.3. As análises realizadas tiveram como objetivos o estudo da formação da fase, e a determinação do comportamento de condução elétrica e das propriedades magnéticas dos filmes finos. Nas deposições realizadas sobre substratos de níquel foi utilizada uma camada intermediária de Y.2O.3, para posterior deposição de YBa.2Cu.3O.7-x. As soluções precursoras dos filmes foram obtidas através do método dos precursores poliméricos, com a inclusão do ácido etilenodiaminotetraacético (EDTA) como agente complexante. As deposições ocorreram através da técnica Spin-Coating. As análises realizadas através da Espectroscopia de Fotoelétrons de Raios X (XPS) e Difração de Raios X (XRD) auxiliaram, na identificação dos elementos químicos presentes nos filmes finos, e a verificação da formação das fases cristalográficas desejadas. Estas técnicas permitiram comprovar a eficácia da camada intermediária (buffer layer) de Y.2O.3 utilizada para a deposição de YBa.2Cu.3O.7-x sobre substratos de níquel metálico, e comprovar a necessidade de uma camada buffer layer para a obtenção de filmes de YBa.2Cu.3O.7-x depositado sobre substrato de silício. Assim como na deposição realizada sobre substrato de níquel, foi verificada também a boa formação das fases desejadas sobre os substratos cerâmicos. As análises de condução elétrica e das propriedades magnéticas demonstraram a característica supercondutora dos filmes de YBa.2Cu.3.O.7-x depositados sobre substratos de níquel metálico, MgO e SrTiOI.3, e ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This paper aimed at preparing and characterizing YBa2Cu3O.7-x e La0.7Ca0.3MnO3 and thin films, deposited on metallic nickel substrates, silicon and MgO, SrTiO.3 and LaAIO.3 ceramic substrates. The analyses performed had as objectives to study the phase formation and to determine the electric conduction behavior and the magnetic properties of the thin films. In the depositions perfomed on nickel substrates, a YBa.2Cu.3O.7-x deposition. The precursory solutions of the films were obtained by means of the polymeric precursor method, with the inclusion of the ethylenediaminotetra acetic acid (EDTA), as complexant agent. The depositions occurred through the Spin-coating technique. The analyses performed by means of the X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and X-ray Diffraction (XRD) aided in the identification of the chemical elements present in the thin films and in the verification of the formation of the desired crystallographic phases. Such techniques allowed for confirming the Y.2O.3 buffer layer efficacy, utilized to the YBa.2Cu.3O.7-x deposition on metallic nickel substrates, and for confirming the need of a buffer layer in order to obtain the YBa.2Cu.3O.7-x films deposited on the silicon substrate. As in the deposition performed on the nickel substrate, it was also verified the good formation of the desired phases on the ceramic substrates. The analyses on electrical conduction and magnetic properties demonstrated the superconducting characteristic of the YBa.2Cu.3O.7-x films deposited on metallic nickel substrates, MgO and SrTiO.3, as well as the magnetic characteristic of the La.0.7Ca.0.3MNO.3 film deposited on the silicon substrate. The analyses performed by means of Scanning Electron Microscopy (SEM) showed a better ...(Complete abstract, click electronic address below) / Mestre

Orientador: Victor Ciro Solano Reynoso / Banca: Cláudio Luiz Carvalho / Banca: Celso Xavier Cardoso / Resumo: Neste trabalho foram depositados em substrato vítreo, filmes finos de Óxido de Zinco puro (ZnO) e dopados com alumínio (ZnO:Al) e manganês (ZnO:Mn), utilizando a técnica spray-pirólise. Foram investigadas as propriedades estruturais, ópticas e elétricas dos filmes, assim como, a dependência com a temperatura de deposição e concentração. As temperaturas utilizadas para deposição dos filmes finos foram 400 ºC e 450 ºC, e a concentração de dopantes variaram de 1 a 5 átomo por cento (at%). As técnicas de difração de raios-X e espectroscopia por refletância no infravermelho foram utilizadas para avaliar as características estruturais dos filmes. A Espectroscopia de transmitância na região do UV-Vis foi utilizada como uma das técnicas no estudo das propriedades ópticas, fornecendo valores da banda proibida. A técnica do ângulo de Brewster, foi utilizada com o intuito de avaliar o índice de refração e a espessura dos filmes finos. A avaliação da resistividade foi realizada com a finalidade de estudar a propriedade elétrica, e medidas do efeito Hall para investigar a densidade dos portadores de carga e mobilidade dos filmes semicondutores. A análise dos difratogramas de raio-X, revela picos de difração típicos de uma estrutura policristalina tipo wurtzita. As medidas de refletância especular por FTIR identificam ligações de estiramento do Zn-O na região de 450 cm-1. A técnica do ângulo de Brewster fornece resultados das espessuras dos filmes finos na faixa de 150 a 240 nm. As medidas de espectroscopia de transmitância na região UV-vis é avaliada em torno de 85%. Com os resultados da espessura dos filmes pelo ângulo de Brewster e medidas de transmitância foi calculado na região de forte absorção o coeficiente de absorção destes filmes. O valor do coeficiente de absorção é um parâmetro fundamental para determinação da banda de energia proibida... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work were deposited in glass substrate, thin films of pure zinc oxide (ZnO) and doped with aluminum (ZnO: Al) and manganese (ZnO: Mn) used the spray-pyrolysis technique. The structural, electrical and optical properties of thin films were investigated in dependence the concentration and temperatures deposition. The thin films temperatures deposition were 400 °C and 450 º C, and the doping concentration were from 1 at% to 5 at% range. The deposition technique used aims to obtain good adhesion to the substrate and uniformity of the films. The X-ray diffraction spectroscopy and infrared reflectance were used to evaluate the structural characteristics of the films. The UV-Vis transmittance spectroscopy was used in the study of optical properties, providing values of band gap. The other technique for this purpose is the Brewster angle technique in order to evaluate the refractive index and thickness of thin films deposited on a glass substrate. The resistivity and Hall Effect measurements were used for to investigate the charge carriers density and mobility in semiconductor films. The analysis of the X-ray diffraction shows typical peaks of polycrystalline wurtzite structure. Measurements the FTIR specular reflectances identify bond stretching of Zn-O in the region of 450 cm-1. The Brewster angle technique provides results the thin films thickness in the 150 to 240 nm range. The thin films UV/VIS transmittance measurements are valued around 85%. With the results of the thin film thickness by Brewster angle and measures transmittance were calculated the absorption coefficient data values in strong absorption region. The absorption coefficient is an important parameter for determination the band gap energy. These values, for the ZnO semiconductor is in 3.2 eV range. The resistivity's measurements by Van der Pauw method showed the resistivity of ZnO thin films doped with... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Elidiane Cipriano Rangel / Banca: Rogerio Valentim Gelamo / Banca: Sandro Doninini Mancini / O programa de Pós graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem carater institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da UNESP / Resumo: Filmes finos de alumina vêm sendo amplamente estudados em função de suas propriedades físicas e químicas. Em aplicações industriais, filmes de alumina são utilizados, por exemplo, em ferramentas de corte e em circuitos microeletrônicos. Neste trabalho empregou-se o processo de PECVD (do inglês, Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) para sintetizar fimes contendo óxido de alumínio. Os filmes foram depositados a partir de plasmas excitados por radiofrequencia (13,56 MHz) em misturas de acetilacetonato de alumínio e argônio. Uma configuração experimental inédita foi empregada para permitir a incorporação de alumínio nos filmes: o pó do organometálico foi colocado diretamente no eletrodo por onde um plasma de argônio foi excitado. A pulverização catódica aliada a sublimação do organometálico faz com que haja, em determinadas condições, a deposição de filmes contendo alumina. Foram avaliados os efeitos da pressão do plasma e da potência do sinal de excitação nas propriedades dos filmes resultantes. A técnica de perfilometria foi utilizada para determinar a espessura da camada depositada. Difração de raios X (DRX), com a incidência de ângulos rasantes, foi empregada para investigar a estrutura do material. As técnicas de espectroscopia de absorção no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS) foram respectivamente utilizadas para analisar a estrutura e a composição química dos filmes. A morfologia das amostras preparadas sobre aço-inoxidável foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) enquanto a dureza foi avaliada por nanoindentação. Foram obtidos filmes amorfos com espessuras de até 7 μm que contêm carbono, alumínio, oxigênio e hidrogênio. Observou-se que as proporções de alumínio e carbono são altamente dependentes da energia cinética dos íons presentes no plasma... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Recently aluminium oxide thin films have been widely studied due to their important physical and chemical properties. Depositions in cutting tools and in microelectronic circuits are examples of industrial applications of industrial applications of aluminum oxide films. In this work, alumina-containing films were prepared by PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) using a new configuration of the plasma system; the metalorganic powder was placed directly on the powered electrode while the substrates were mounted on the grounded topmost electrode. The plasma was excited by applying radiofrequency (13.56 MHz) power to the lower electrode in an argon atmosphere. The sputtering combined with the sublimation of organometallic compound enabled the growth of an alumina-containing organic layer. The effect of the plasma excitation parameters on the properties of the resulting films was studied. Film thickness was measured using profilometry. Grazing angle incidence X-ray diffractometry (GAXRD) was used to determine the structure of the films. Fourier trasnform Infrared Spectroscopy (FTIR) and energy dispersive spectroscopy (EDS) techniques were used to analyze chemical structure and coposition, respectively. The surface morphology was analyzed by scanning electron microscopy (SEM) while film hardness was evaluated by nanoindentation Amorphous organic films were deposited with thicknesses of up to 7 μm. The films were composed of aluminum, carbon, oxygen and hydrogen, the proportions of carbon and aluminum being strongly dependent on the kinetic energy of the ions. The film surface was uniform but presented particulares and, in some cases, wrinkles. The proportion of such defects depends on the plasma excitation parameters / Mestre

Orientador: José Roberto Ribeiro Bortoleto / Banca: Marystela Ferreira / Banca: Paulo Barbeitas Miranda / Resumo: O objetivo deste trabalho foi o estudo da modificação das propriedades estrutural, química e óptica da superfície de certos polímeros comerciais através do emprego das técnicas de Imersão em Plasmas (IP) e Implantação Iônica por Imersão em Plasmas (IIIP). Os polímeros investigados foram o policloreto de vinila (PVC) e o politereftalato de etila (PET). Foram empregados plasmas de hexafluoreto de enxofre ('SF IND. 6') como fonte de flúor, uma vez que, a fluoração de uma superfície tende a aumentar o seu caráter hidrofóbico. Por outro lado, investigou-se o efeito da composição do plasma, através de tratamentos com plasmas de nitrogênio ('N IND. 2'). Além disso, plasmas da mistura 'SF IND. 6/Isopropanol e 'N IND. 2'/Isopropanol, foram empregados para formar um filme fino sobre a superfície dos substratos tratados. Por fim, este trabalho contemplou ainda a investigação da morfologia superficial em escala nanométrica e as características de transparência à luz visível. As medidas de ângulo de contato indicaram que a deposição a plasma convencional (IP) aumenta consideravelmente os valores de ângulos de contato das amostras de PET e PVC para potências de descarga de RF até 100 W mediante o emprego de plasmas de 'SF IND. 6'. Neste caso, o maior valor de ângulo de contato foi de 140º. Por outro lado, a técnica de IIIP ocasiona uma diminuição nos valores de ângulo de contato mesmo em plasmas contendo flúor. Nesse caso, o menor valor de ângulo de contato observado foi de 18º. Vale ressaltar que a alteração seletiva na molhabilidade dos polímeros ocorreu sem alteração significativa na transparência óptica dos mesmos. Através das medidas de microbalança, observou-se que uma taxa de crescimento linear de 2,96nm/min. / Abstract: The aim of this work was to study the modification of the structural, chemical and optical properties, on the surfaces of certain commercial polymers, produced by plasma immersion (PI) and plasma immersion ion implantation (IIIP). Polymers investigated include polyvinyl chloride and polyethylene terephthalate. Plasmas of sulfur hexafluoride ('SF IND. 6') were employed as source of fluoride, since surface fluorination increases the hydrophobic behavior of polymers. However, the effects of plasma composition were investigated by treatments using nitrogen. Plasmas of 'SF IND. 6/Isopropyl alcohol and of 'N IND. 2'/Isopropyl alcohol were also employed to deposit a thin film onto the surface of treated samples. Finally, nanoscale surface morphology and the transmission of visible light were studied. Contact angle measurements showed that PI considerably increased the contact angle values of PET and PVC, for RF powers up to 100 W. In this case, the highest values of contact angle was 140º. On the other hand, PIII technique decreased the contact angles, even fluorine containing plasmas. In this case, the smallest value of contact angle was 18º. It is noteworthy that the selective alteration in the wettability of the polymers of the occured without significant change in the optical transparency of them. Microbalance measurements calculated resulted in a linear rate of growth. Finally, measurements by perfilometry resulted in a linear rate of growth of 2.96nm per minute. / Mestre