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Previous issue date: 2013-02-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The ability to manipulate the adsorption process is very desirable. The possibility
of understanding and eventually modifying the underlying mechanism is an
intriguing task in fundamental physics as well as useful for applications. Indeed,
the ability to control the adsorption processes is motivated by the control of thin
film growth, by exploring ways to transfer patterns to a surfaces in development
of microelectronics, as well as by constructing nanometer-scaled structures which
are very important in the development of quantum devices. A first theoretical
proposal (De Silans et al. 2006) has been done on controlling the adsorption of
cold alkali atoms in dielectric surfaces using laser light. In 2007, Balykin and
co-workers (Afanasiev et al. 2007) demonstrated laser-induced adsorption of hot
atoms on a surface. They reported that sending a powerful near resonant laser
to the interface between a dielectric surface and an alkali vapour leads to the
formation of a metallic thin film, and demonstrated the possibility of using such
a technique for sub-micrometer lithography. The aim of this work is to systematically
study the process of laser induced hot atomic cesium vapor adsorption
so as to understand the underlying mechanism as well as to control the process.
We monitor the rate of a thin film growth during an induced adsorption process
onto a characterized crystalline surface (sapphire) for a prescribed set of experimental
conditions in order to be able to decipher, at the atomic level, the rules
governing the evolution of the growth (physisorption or chemisorption), and to
explore ways to tailor the film shape (lithography). To probe the film growth,
we detect the transmission of a He:Ne laser, thus monitoring the time evolutionof the film's thickness. In this way we obtain the growth rate as a function of
experimental parameters (vapour density, laser frequency and power and surface
temperature). The data obtained we used to model the physical processes
involved in the light-induced adsorption. / A compreensão do mecanismo de adsorção tem sua importância tanto do ponto
de vista fundamental, no que concerne a identificação das interações átomo e superfície, como também tem um forte apelo tecnológico. Controlar o processo de
adsorção é motivado, por exemplo, pelo controle do crescimento de filmes finos,
explorando maneiras de transferir padrões espaciais para uma superfície particularmente
visando á litografia, com aplicações evidentes em microeletrônica.
Com essa motivação geral estudamos nessa tese processos de interação de átomos com superfícies dielétricas na presença de lasers ressonantes. Uma primeira
proposta de um mecanismo para controlar, via laser, o processo de adsorção de
átomos alcalinos frios em uma superfície dielétrica foi apresentado em (De Silans
et al. 2006). Em 2007, Balykin e colaboradores (Afanasiev et al. 2007) observaram
o processo de adsorção de átomos alcalinos de um vapor térmico sobre uma
superfície dielétrica. Eles relataram que incidindo um laser quase ressonante na
interface dielétrico vapor alcalino formava-se um filme fino metálico e demonstram
também a possibilidade de usar tal técnica para litografia sub-micrométrica.
O objetivo desse trabalho é estudar sistematicamente o processo de adsorção induzida
por laser de vapor atômico de césio térmico em uma superfície dielétrica,
para compreender o mecanismo do processo que abre a possibilidade do controle
desse processo de litografia. Desta forma, nós monitoramos a taxa de crescimento
do filme em uma superfície de safira para um conjunto de condições experimentais
com a finalidade de ser capaz de decifrar, no nível atômico, as regras que
governam o crescimento do filme, e explorar maneiras de manipular o perfil do
filme. Para sondar o crescimento do filme, nós monitoramos a transmissão de um
laser não ressonante. Desta maneira, obtemos a taxa de crescimento do filme em
função dos parâmetros experimentais (densidade do vapor, frequência e potência
do laser e a temperatura da superfície). Os dados obtidos foram usados para
modelar o processo físico envolvido, que nos permite descrever de forma bastante
completa, as etapas desse processo de adsorção induzida por laser. Além desse
estudo sistemático da adsorção induzida por laser, fizemos durante o desenvolvimento
desse trabalho uma série de estudos de técnicas para a estabilização de
laser semicondutores em uma transição atômica.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/5759 |
| Date | 01 February 2013 |
| Creators | Martins, Weliton Soares |
| Contributors | Oriá, Marcos César Santos, Chevrollier, Martine Patricia Arlette |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Física, UFPB, BR, Física |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -8949983414395757341, 600, 600, 600, 600, -6618910597746734213, -8327146296503745929, 2075167498588264571 |
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