Orientador: Jeverson Teodoro Arantes Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2014.

Orientador: Wendel Andrade Alves / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2014

Orientador: Alexandre Zirpoli Simões / Banca: Elson de Campos / Banca: Filiberto González Garcia / Resumo: Por ser um gás tóxico, inodoro, insípido e incolor, ou seja, imperceptível ao ser humano, o monóxido de carbono (CO) apresenta um sério risco à saúde, sendo necessário um sensor eficiente que alerte sua presença. Assim, filmes espessos foram depositados manualmente sobre substratos de alumina a partir de nanopartículas de dióxido de cério (CeO2) puro e dopadas com európio sintetizadas pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas (HAM), visando a sua aplicação como sensores de gás. As nanopartículas fabricadas pelo método HAM foram caracterizadas por Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopia Raman, Espectroscopia de Absorção no Ultravioleta-Visível (UV-Vis), área de superfície específica (SBET), entre outros, enquanto os filmes sensores foram caracterizados morfologicamente por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e tiveram suas propriedades sensoriais quantificadas. Os difratogramas das amostras apresentaram todos os picos referentes à estrutura tipo fluorita do CeO2. Valores de área de superfície específica maiores que os encontrados na literatura foram obtidos. As micrografias (MEV) obtidas mostram que os filmes espessos são porosos e depositados sem laminações sobre o substrato de alumina, com espessura da ordem de 45 55 μm. As medidas elétricas mostram uma temperatura de trabalho entre 350 e 400°C, intervalo no qual a resposta ao monóxido de carbono foi maior. Os filmes apresentaram excelentes tempos de resposta e de recuperação, principalmente para a amostra co... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: As a toxic, odorless, tasteless and colorless gas, therefore imperceptible by humans, carbon monoxide (CO) is life-threatening and an efficient sensor is necessary to warn us about its presence in the environment. Therefore, thick films were manually deposited on alumina substrates from pure and europium doped cerium dioxide (CeO2) nanoparticles synthesized by the microwave-assisted hydrothermal method (MAH), aiming their application as gas sensors. The nanoparticles synthesized by the MAH method were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Raman spectroscopy, Ultraviolet-Visible spectroscopy (UV-Vis), specific surface area (SBET), among other techniques, while the sensor films were morphologically characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and had their properties as gas sensors measured. The X-ray diffraction pattern of the samples showed every peak belonging to the fluorite-type structure of CeO2. Specific surface area values higher than the ones commonly found in the literature were obtained. The SEM micrographies show that the thick films are porous and were deposited with no laminations on the alumina substrates, with thickness of 60 μm. The electrical measurements showed an operating temperature between 350 and 400°C, in which the response to carbon monoxide was higher. The films had remarkable response and recovery time, especially for the sample with the stoichiometry Ce1-(3/4)xEuxO2 (x=0,08), which presented a response time of 0.9 second after the exposure to CO. The results obtained in this work are significant and they are an evidence of the quality of the sensor films fabricated with nanoparticles synthesized by the HAM method / Mestre

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-08-25T20:38:33Z No. of bitstreams: 1 KlaydsonReinaldoCelino_TESE.pdf: 39487843 bytes, checksum: 33966b4b5f92fe8873404d8d354b397c (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-08-26T00:10:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 KlaydsonReinaldoCelino_TESE.pdf: 39487843 bytes, checksum: 33966b4b5f92fe8873404d8d354b397c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-26T00:10:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KlaydsonReinaldoCelino_TESE.pdf: 39487843 bytes, checksum: 33966b4b5f92fe8873404d8d354b397c (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Esta Tese compreende um estudo te?rico sobre a influ?ncia da anisotropia magnetocristalina nas propriedades magn?ticas est?ticas e din?micas de filmes finos: monocamadas e tricamadas acopladas atrav?s dos campos de troca bilinear e biquadr?tico, para situa??es nas quais os sistemas s?o crescidos em dire??es n?o usuais [hkl] de baixa simetria. Usando uma teoria baseada em um modelo fenomenol?gico real?stico para descrever sistemas magn?ticos nanom?tricos, consideramos a energia magn?tica livre total incluindo a intera??o Zeeman, anisotropias magnetocristalinas c?bica e uniaxial, anisotropias desmagnetizante e de superf?cie, bem como os termos de troca. Os c?lculos num?ricos s?o conduzidos atrav?s da minimiza??o da energia magn?tica total a partir da determina??o das configura??es est?ticas de equil?brio. Consideramos par?metros experimentais da literatura para ilustrar nossos resultados em sistemas tipo Fe/Cr/Fe. Em particular, um total de seis diferentes cen?rios magn?ticos ? analisado para tr?s grupos de campos de troca e as dire??es de crescimento de baixa simetria [211] e [321]. Ap?s minimizarmos numericamente a energia total, utilizamos as configura??es de equil?brio para obter curvas de magnetiza??o e de magnetoresist?ncia com as respectivas fases magn?ticas e os campos cr?ticos de transi??es de fases. Estes resultados tamb?m s?o usados para a determina??o da fronteira de ocorr?ncia dos estados saturados. Dentro do contexto das ondas de spin, resolvemos a equa??o de movimento para estes sistemas a fim de encontrarmos as respectivas rela??es de dispers?o associadas. Os resultados mostram curvas de magnetiza??o e magnetoresist?ncia similares em ambos os cen?rios [211] e [321], com comportamento de transi??o magn?tica equivalente. No entanto, a combina??o entre simetrias peculiares e a influ?ncia da energia de troca resulta em propriedades cativantes, incluindo a gera??o de estados magn?ticos dependentes da dire??o de crescimento e aumento de incompatibilidade entre valores de campo de satura??o da magnetiza??o e magnetoresist?ncia para eixos anisotr?picos c?bicos intermedi?rios, particularmente no regime onde os campos de troca bilinear e biquadr?tico s?o compar?veis. As rela??es de dispers?o e os resultados est?ticos s?o coerentes, com as fases magn?ticas tamb?m presentes em ambos os modos ac?stico e ?ptico. Excita??es de Goldstone s?o observadas particularmente nos eixos anisotr?picos c?bicos intermedi?rios, um efeito relacionado ?s transi??es de segunda ordem e ? quebra espont?nea de simetria imposta pela combina??o entre o acoplamento biquadr?tico e as anisotropias c?bica e uniaxial. / This Thesis comprises a theoretical study about the influence of the magnetocrystalline anisotropy on the static and dynamic magnetic properties of nanofilms: monolayers and trilayers coupled through the bilinear and biquadratic exchange fields, for situations in which the systems are grown in unusual [hkl] asymmetric directions. Using a theory based on a realistic phenomenological model for description of nanometric systems, we consider the total free magnetic energy including the Zeeman interaction, cubic and uniaxial anisotropies, demagnetizing and surface anysotropy energies, as well as the exchange terms. Numerical calculations are conducted by minimizing the total magnetic energy from the determination of equilibrium static configurations. We consider experimental parameters found in the literature to illustrate our results for Fe/Cr/Fe trilayer systems. In particular, a total of six different magnetic scenarios are analyzed for three regimens of exchange fields and the [211] and [321] asymmetric growth directions. After numerically minimize the total energy, we use the equilibrium configurations to calculate magnetization and magnetoresistance curves with the respective magnetic phases and corresponding critical fields. These results are also used to establish the boundary for occurrence of saturated states. Within the context of the spin waves, we solve the equation of motion for these systems in order to find the respective associated dispersion relations. The results show similar magnetization and magnetoresistance curves for both [211] and [321] growth scenarios, including an equivalent magnetic transition behavior. However, the combination of those peculiar symmetries and influence of the exchange energies results in attractive properties, including the generation of magnetic states as a function of the asymmetric degree imposed in the [hkl] growth orientations. There is also an increasing incompatibility between the values of saturation fields of magnetization and magnetoresistance for the cases in which a magnetic field acts along intermediate cubic anisotropic axes, particularly in the situations where the bilinear and biquadratic exchange fields are comparable. The dispersion relations and static results are consistent, the corresponding magnetic states are also present in both acoustic and optical modes. Furthermore, Goldstone excitations are also observed for that particular cases of a magnetic field acting in the intermediate axes, an effect related to transitions of second order and to the spontaneous symmetry breaking imposed by the combination of the biquadratic energy with the cubic and uniaxial anisotropies.

Orientador: Taís Maria Bauab / Banca: Leonardo Gorla Nogueira / Banca: Rosimeire Cristina Linhari Rodrigues Pietro / Resumo: O uso de produtos naturais na terapêutica convencional vem ganhando destaque nos últimos anos com relação a atividade antimicrobiana devido à alta taxa de efeitos tóxicos e ao excessivo crescimento do número de cepas multirresistentes aos antimicrobianos convencionais empregados na prática. Entre as novas triagens terapêuticas frente às afecções bacterianas, as infecções causadas pelo Helicobacter pylori merecem atenção especial, uma vez que estão diretamente relacionadas com quadros clínicos severos, como a gastrite crônica, úlcera péptica e câncer gástrico. A Casearia sylvestris Swartz é uma planta popularmente conhecida como guaçatonga ou erva-de-bugre, utilizada na medicina popular no tratamento de transtornos gástricos que nos últimos anos vem despertando interesse na comunidade científica, por suas importantes propriedades com potencial terapêutico como atividade anti-inflamatório, antiofídico, cicatrizante, citotóxica em linhagens de células tumorais e principalmente antiulcerogênica. Neste contexto, uma excelente alternativa para o aprimoramento dos parâmetros biodisponíveis dos extratos vegetais muito utilizada na atualidade é a incorporação destes em sistemas nanotecnológicos de liberação de fármaco para que o produto ativo tenha uma melhor ação. Deste modo, o presente trabalho teve por objetivo avaliar o potencial biológico antibacteriano in vitro do extrato etanólico, extrato aquoso, fração e subfrações das folhas de Casearia sylvestris Swartz, incorporar em um si... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The use of natural products in conventional therapeutics has been gaining highlight in recent years relative to the antimicrobial activity due to the high rate of toxic effects and the excessive growth of the number of multiresistant strains to he conventional antimicrobials used in practice. Among the new therapeutic screenings for bacterial diseases, infections caused by Helicobacter pylori deserve special attention, since they are directly related to severe clinical conditions, such as chronic gastritis, peptic ulcer and gastric cancer. Casearia sylvestris Swartz is a plant popularly known as guaçatonga or erva-de-bugre, used in popular medicine to the treatment of gastric disorders that in recent years has gained the interest of the scientific community due to its important properties with therapeutic potential as an anti-inflammatory, antiofidic, healing, cytotoxicity against tumor cells and mainly antiulcerogenic. In this context, an excellent alternative for the improvement of the bioavailability parameters of the vegetal extracts that is used today is the incorporation of these in nanotechnological systems of drug release so that the active product has a better action. Thus, the aim of this study was to evaluate the in vitro antibacterial potential of the ethanolic extract, aqueous extract, fraction and subfractions of the leaves of Casearia sylvestris Swartz, and incorporate into a drug... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Alessandra Nara de Souza Rastelli / Resumo: Estudos recentes relatam que resinas compostas contendo nanopartículas (NPs) de óxidos metálicos, tais como óxido de zinco (ZnO) e dióxido de titânio (TiO2) têm potencial antibacteriano e podem controlar a formação do biofilme oral cariogênico. O objetivo desse estudo foi avaliar a capacidade antibacteriana de uma resina composta modificada por NPs de óxido de zinco e dióxido de titânio puras e decoradas com prata (ZnO, ZnO/Ag, TiO2 e TiO2/Ag), bem como, avaliar as propriedades de resistência à compressão e à tensão diametral, estabilidade de cor, rugosidade superficial e grau de conversão após modificação da resina composta com as NPs. As NPs foram sintetizadas pelos métodos dos precursores poliméricos e hidrotermal assistido por micro-ondas, e caracterizadas por DRX, área de superfície BET, FTIR e MET. A resina FiltekTM Z350XT modificada com 0,5; 1 e 2% (em massa) foi testada sobre Streptococcus mutans por meio do teste do contato direto (UFC/mL) para determinação da menor concentração inibitória e então avaliada em biofilme de 7 dias por meio decontagem das unidades formadoras de colônias (UFC/mL). As resistências à compressão e à tração diametral da resina composta modificada (n=40) foram avaliadas utilizando-se máquina de ensaio universal (EMIC). O grau de conversão (n=25) foi realizado por análise em FTIR e a leitura da rugosidade superficial (n=50) foi realizada utilizando-se rugosímetro portátil. A estabilidade de cor (n=180) foi avaliada por leitura espectrofotométri... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Different methods to inhibit biofilm formation on dental restorative materials have been studied for decades and recent studies report that composite resins containing metal oxide nanoparticles (NPs), such as zinc oxide (ZnO) and titanium dioxide (TiO2), have antibacterial potential and can control the formation of cariogenic oral biofilm. In this way, the purpose of this study was to evaluate the antibacterial capacity of a resin modified by pure and silver decorated ZnO and TiO2 (ZnO, ZnO/Ag, TiO2 and TiO2/Ag) NPs and to evaluate the compressive and diametral tensile strength, color stability, surface roughness and degree of conversion after modification of the composite resin with the NPs. The NPs were synthesized by polymeric precursor and microwave-assisted hydrothermal methods, characterized by XRD, BET surface area, FTIR and MET. The direct contact test with Filtek ™ Z350XT modified with 0.5; 1 and 2% (by mass) of NPs against Streptococcus mutans was performed in order to choose the minor concentration to perform the other tests. The modified resin was tested against the 7- days S. mutans biofilm. The compressive strength and diametral tensile strength of the modified composite resin (n = 40) was tested using a universal test machine (EMIC). The degree of conversion (n = 25) was performed by FTIR analysis and the surface roughness reading (n = 50) was performed using a portable surface roughness tester. The color stability (n=180) was evaluated by spectrophotometric readings after storage in coffee solution and artificial saliva. The data was analyzed using the software IBM SPSS Statistics 20.0 (SPSS Inc. Chicago, USA). One-way ANOVA were performed to antibacterial and mechanical tests data, two-way ANOVA for degree of conversion and a mixed model repeated measurements ANOVA and a post hoc test for repeated measures with adjustment... (Complete abstract electronic access below) / Doutor

Orientador: Marlus Chorilli / Coorientador: Fernando Rogério Pavan / Banca: Nereide Stela Santos Magalhães / Banca: Andrei Leitão / Banca: Clarice Queico Fujimura Leite / Banca: Rosangela Gonçalves Peccinini / Resumo: A tuberculose (TB) é a principal doença infecciosa de origem bacteriana no mundo, levando anualmente à morte de milhares de pessoas e ocasionando prejuízos econômicos globais de aproximadamente 12 bilhões de dólares ao ano. Apenas um fármaco foi desenvolvido contra cepas multirresistentes desde 1960 (bedaquilina) e o surgimento de casos de TB multi-fármaco-resistente faz com que o tratamento atual seja ineficaz. A rifampicina (RIF) é um fármaco de primeira escolha usada no tratamento da TB utilizado desde 1966. Normalmente, este fármaco é administrado pela via oral, ficando assim susceptível à metabolização pré-sistêmica e interações medicamentosas com outros fármacos, o que reduz significativamente seus níveis séricos e de outros fármacos, podendo diminuir a eficácia do tratamento e aumentar o risco de resistências. Assim, o emprego de sistemas de liberação nanoestruturados e de vias alternativas de administração podem ser estratégias atraentes para a administração de RIF. A via nasal tem recebido especial atenção como rota promissora para liberação sistêmica de fármacos, uma vez que apresenta epitélio com numerosas microvilosidades e grande área de superfície, o que facilita a absorção de fármacos. Além disto, a anatomia da cavidade nasal oferece entrada para o Sistema Nervoso Central (SNC), aspecto extremamente interessante para casos de tuberculose meníngea. Dentre os sistemas nanoestruturados promissores para incorporação de RIF objetivando administração nasal, destacam-... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Tuberculosis (TB) is the world's leading bacterial infectious disease, causing thousands of people to die every year and causing global economic damage of about $ 12 billion a year. Only one drug has been developed against multiresistant strains since 1960 (bedaquilin) and the emergence of multidrug-resistant TB cases makes the current treatment ineffective. Rifampicin (RIF) is a first-line drug used in the treatment of TB used since 1966. This drug is commonly administered orally, thus being susceptible to pre-systemic metabolism and drug interactions with other drugs, which significantly reduces its serum levels and other drugs and may decrease the effectiveness of treatment and increase the risk of resistance. Thus, the use of nanostructured delivery systems and alternative routes of administration may be attractive strategies for administration of RIF. The nasal route has received special attention as a promising route for systemic drug delivery, since it presents epithelium with numerous microvilli and large surface area, which facilitates the absorption of drugs. In addition, the anatomy of the nasal cavity provides access to the Central Nervous System (CNS), an extremely interesting aspect for cases of meningeal tuberculosis. Among the promising nanostructured systems for the incorporation of RIF for nasal administration, we highlight the mucoadhesive liquid crystal systems. Due to the high viscosity of some domains of these systems, they can promote the fixation of the formulation at a desired site of action after administration and in situ formation, which may be of interest for the administration of RIF, in order to increase its fixation in the region nasal, facilitating its systemic absorption and interface with the CNS. Thus, the objective of this work was... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Neste trabalho, estudamos o processo de nanoestruturação de superfícies por microscopia de força atômica. O processo de indução mecânica de deformações foi abordado sob o enfoque de duas técnicas: a aragem dinâmica e a aragem estática. Essas técnicas foram aplicadas para nanoestruturar diferentes materiais (polímeros e metais). Investigamos a influência dos parâmetros de controle (pausa e setpoint) na criação dos padrões. A influência de fatores como o formato e desgaste da sonda, a reprodutibilidade do processo e outros efeitos instrumentais foram concomitantemente analisados. Verificamos que o processo de aragem dinâmica tem um melhor desempenho durante processos de SPL, pois os parâmetros de controle podem ser modificados de maneira simplificada. Além disso, o emprego deste método evita problemas de torção da haste que produzem irregularidades nos padrões. Outro fator verificado foi que o diâmetro das bordas pode ser diminuído com a utilização de filmes mais finos (menores que 10nm). A aplicação dos padrões formados em processos de nanolitografia, como a transferência de padrões para outros substratos foi demonstrada por deposição física de vapor e ataques químicos. / In this work we study the process of surfaces patterning based on an atomic force microscope. The mechanical indentation process was performed using two techniques: dynamic plowing and static plowing. These techniques have been applied to induce deformation in different materials (polymers and metals). We also proceed with the study of the controlling parameters (pause and setpoint) in the creation of the patterns. The influence of factors such as tip effects, tip degradation and structures replication had also been analyzed and the scanner effect verified. The Dynamic Plowing achieved best results against the static plowing because the controlling parameters can be easily controlled. The using of Dynamic Plowing avoids bending of the cantilever which may lead to pattern irregularities. Another study verified that thin films with width below 10nm are better suitable for SPL application, since the borders can be minimized. The application of these techniques in nanolithography processes such as pattern transfer was executed by physical vapor deposition and wet-chemical etching.

A eletromigração é um dos principais problemas que limitam a vida útil dos dispositivos microeletrônicos. Normalmente o que se utiliza na indústria são interconexões feitas de filmes finos de Al e/ou Cu com estrutura colunar. Em muitos casos o efeito da eletromigração leva ao rompimento destas interconexões metálicas. Uma alternativa para reduzir ou até mesmo eliminar este problema seria a utilização de interconexões com estrutura diferente da colunar. Tomando este aspecto como motivação, desenvolveu-se, neste trabalho, um estudo detalhado de um filme de Al tipo mosaico formado por grãos nanoscópicos. Foram analisadas as interfaces e fronteiras de grãos, bem como o comportamento do filme quando submetido a diferentes tratamentos térmicos. Para isso foram crescidos filmes de Al com estrutura tipo colunar e tipo mosaico. Ambos foram depositados sobre óxido de Si utilizando a técnica de sputtering, porém o processo de deposição de cada um desses filmes se deu de maneira distinta. O tipo colunar foi crescido da maneira usual de deposição contínua de filmes finos. A formação da estrutura tipo mosaico é o resultado da deposição de uma camada seguida de um intervalo de tempo em que o substrato não ficou sob a ação do plasma. Após este tempo a deposição foi retomada. Este processo é repetido até obter-se o número desejado de camadas. As temperaturas de recozimento variaram de 300 a 500oC e o tempo foi fixado em uma hora. A técnica de Retroespalhamento Rutherford (RBS) foi utilizada para identificar os componentes das amostras estudadas, a espessura da camada de SiO2 e do filme de Al e as contaminações presentes. A técnica de Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) permitiu caracterizar com riqueza de detalhes fronteiras de grãos, interfaces e superfície das amostras. Também foi possível medir a espessura do filme de Al e da camada de óxido, assim como medir o tamanho dos grãos presentes nas amostras estudadas. Os resultados obtidos com estas análises mostraram que os dois tipos de filmes respondem de maneira diferente aos tratamentos térmicos. O filme com estrutura de grãos colunares não apresentou alteração significativa na largura média de suas colunas, que permaneceram com valores da ordem de 80 nm, mesmo depois de recozido a 500oC por uma hora. No entanto, os grãos de Al presentes no filme tipo mosaico parecem obedecer a dois mecanismos distintos de crescimento. Para temperaturas de recozimento até 462oC, os grãos aumentaram tridimensionalmente de tamanho, sendo caracterizados por seus diâmetros efetivos que variaram de 27 a 54 nm. Esta etapa do crescimento foi analisada considerando-se a teoria clássica de crescimento de grãos descrita por uma lei temporal de natureza parabólica. Para temperaturas acima deste valor, observou-se um crescimento abrupto. A 462oC o filme perdeu a característica de mosaico e passou a apresentar grãos com estrutura tendendo a colunar, atingindo altura próxima à espessura do filme (200 nm). A 475oC os grãos cresceram lateralmente, aumentando de 60 nm para valores médios da ordem de 900 nm. Este tipo de crescimento anômalo de grãos também foi verificado para temperatura de recozimento de 500oC e discutido em termos da forma e da velocidade de movimento das fronteiras de grão. Uma contribuição importante desta dissertação foi caracterizar e entender o processo de se obter, a partir de grãos nanométricos, grãos grandes com comprimentos da ordem de micrômetros. Este estudo pode contribuir significativamente na busca de uma solução para o problema da eletromigração em interconectores de circuitos integrados bem como em outras áreas. Um exemplo seria a aplicação dos filmes tipo mosaico em revestimentos duros e superduros. / The disruption of metallic interconnects (Al, Cu and Al/Cu alloy films) in microelectronic devices via electromigration is a severe problem limiting the lifetime of chips. The standard procedure used in industry is to grow interconnects with a bamboo-like structure. In this work we investigate an alternative process to produce Al films, producing mosaic-like structure. The effects of temperature on both bamboo and mosaic films are presented and discussed. The bamboo-like films were obtained by the standard continuous deposition process. A step-wise deposition method was used to grow the mosaic-like films. Annealing temperatures were in the range of 300 to 500oC and the time was fixed in one hour. Rutherford Backscattering (RBS) technique was used to identify the composition, the thickness and the contaminations present in the Al/SiO2 films. The details of grain size and interfaces and also the thickness of the Al/SiO2 films were observed via Transmission Electron Microscopy (TEM). The results show that each kind of film react differently during the annealing. The bamboo-like films are composed by elongated grains extending from the Al/SiO2 interface to the film surface. The measured grain width of the columnar films is of ≈ 80 nm and does not change for annealing temperature up to 500oC. A different behavior as a function of annealing temperature is observed for the mosaic-like films. In a first stage up to 462oC the nanosized grains grow, in average, from ≈ 27 nm in the as-deposited film to ≈ 54 nm at 462oC. For annealing in the range of 462 to 500oC we observe a very abrupt growth stage with the grains reaching a size of ≈ 1000 nm. The first stage of grain growth is analyzed by using a classic theory described by a temporal parabolic law. The fast growing mechanism in the 462 and 500oC range is discussed in terms of theoretical approaches of abnormal growing from the literature. Our results show that a controlled annealing process of mosaic-like Al thin films can produce nanograins with size varying from 27 to 1000 nm. This technique can be important in the study of electromigration phenomena present in microelectronic devices as well as in the area of superhard nanocomposite coatings.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-03-22T16:54:11Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 10843444 bytes, checksum: 24a52ea9ba0a82f88e28e1a691b3b6a6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-22T16:54:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 10843444 bytes, checksum: 24a52ea9ba0a82f88e28e1a691b3b6a6 (MD5) Previous issue date: 2016-08-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho trata do crescimento e caracterização de nanoestruturas semicondutoras crescidas pela técnica de epitaxia por feixe molecular. Os resultados mostram a confecção de novas estruturas, assim como o uso de substratos complacentes em estudos básicos de fenômenos de crescimento. Duas metodologias distintas foram empregadas. A primeira metodologia explora o uso de membranas parcialmente relaxadas como substratos virtuais para deposição de InAs. A amostra usada como substrato exibe diferentes parâmetros de rede para a parte não relaxada, relaxada e as rugas. Uma grande migração do material depositado (InAs) foi observado com acúmulo de material no topo das rugas. Uma análise semi quantitativa do misfit strain mostra que o material migra para as áreas com menor misfit strain, ao qual representa a região com menor potencial químico de superfície. Migração de material também é observado nas regiões auto suportadas de InGaAs presente na amostra. Nossos resultados mostram que a parte relaxada e rugas oferecem um lugar para o crescimento do InAs que fundamentalmente muda o comportamento do crescimento durante a deposição. Na segunda metodologia, a técnica de “Local Droplet Epitaxy” e “Ga assisted deoxidation” foram combinadas para a criação de buracos na superfície do substrato de GaAs. Na estrutura gerada foi conduzido um estudo morfológico do preenchimento com diferentes espessuras de AlGaAs o que gerou uma estrutura formada por buraco + monte. Esta estrutura tem uma profundidade média de 19 nm, comprimento de 780 nm e largura de 200 nm. As estruturas foram preenchidas com diferentes quantidades de GaAs e cobertas por uma camada de AlGaAs/GaAs gerando estruturas mesoscópicas de GaAs com 1,2 μm de comprimento e 150 nm de largura. As características óticas destas estruturas foram estudadas por microfotoluminescência. Foi observado emissões óticas à temperatura ambiente. Medidas à baixa temperatura demonstraram que o espectro ótico é formado por diferentes linhas excitônicas. Assim foi fabricado novas estruturas com características únicas que podem ser aplicadas para estudos básicos ou em dispositivos. / The present work deals with the growth and characterization of semiconductor nanostructures by molecular beam epitaxy. The results show the production of new nanoestructures as well as the use of compliant substrates for basic studies of growth phenomena. Two diffents methodologies were employed in this work. The first method exploits the use of partly released, relaxed and wrinkled InGaAs membranes as virtual substrates for overgrowth with InAs. Such samples exhibit different lattice parameters for the unreleased epitaxial parts, the released flat, back-bond areas and the released wrinkled areas. A large InAs migration towards the released membrane is observed with a material accumulation on top of the freestanding wrinkles during overgrowth. A semi- quantitative analysis of the misfit strain shows that the material migrates to the areas of the sample with the lowest misfit strain, which we consider as the areas of the lowest chemical potential of the surface. Material migration is also observed for the edge-supported, freestanding InGaAs membranes found on these samples. Our results show that the released, wrinkled nanomembranes offer a growth template for InAs deposition that fundamentally changes the migration behavior of the deposited material on the growth surface. In the second part, the Local Droplet Epitaxy and Ga assisted deoxidation technique were combined for fabricate holes in the GaAs surface. We study the initial hole template created and its overgrowth with AlGaAs generating a hole-mount structure. These hole-mount structures, with a hole depth of up to 19 nm and a length of ca. 780 nm and a width of ca. 200 nm, are than filled with GaAs and caped with a top AlGaAs/GaAs layer resulting into mesoscopic structures of up to 1.2 μm length and 150 nm width. We study the optical characteristics of the structures by photoluminescence. We observe room temperature emission from the mesoscopic structures. Low temperature photoluminescence investigations demonstrate that the optical emission is composed by single separated excitonic lines of several coupled, unstrained areas of the mesoscopic structure. Hence, we manufactured a unique optical emitter for potential application in base research or devices