Resumo |
Dentre os atuais materiais que obtiveram grande destaque na literatura na última década, destacam-se os materiais carbônicos. Neste trabalho de investigação, um dos materiais de interesse é o carbon-black. Esse é um nome genérico para um determinado grupo de produtos constituídos de forma primária por átomos de carbonos que se organizam em cadeias de agregados. Sendo que esses agregados podem ser maiores, a fim de tornarem-se aglomerados. Seu formato tem característica esférica definida por planos de grafite orientados aleatoriamente, assumindo uma estrutura desordenada. O carbon-black que utilizamos é o Vulcan XC72R, sendo este um material muito leve e macio, onde desconsideraremos o espaço vazio entre os aglomerados. Primeiro, fabricamos os dispositivos usando apenas um único agregado, através da técnica de fotolitografia sobre um substrato de óxido de silício (SiO2). Para isso, usamos a técnica de litografia usando feixes de luz por uma foto-alinhadora. Para fazermos os contatos utilizamos alumínio (naturalmente oxidado) e SiO2 para os “top gates” e cromo/ouro para os contatos “source-drain”. Terminando essa etapa foi feito processo de “lift-off” em todas as amostras para a remoção dos resistes e óxidos que estão sobre o substrato. Como etapa final, foi usado à técnica de microscopia de força elétrica (EFM), para conseguirmos determinar a resistividade do material e verificar o processo de carga e condução elétrica em nível nanoscópico. Utilizamos o perfilômetro óptico para determinação da espessura do material depositado sobre o substrato, bem como as possíveis anomalias sobre o mesmo. Como proposta de investigação paralela, também baseada em materiais carbônicos, realizamos a síntese de filmes de Polianilina (polímero com propriedades condução elétrica, que é também conhecido como PANI) dopada com C-dots (abreviação de carbon quantum dots) diluídos em CH2O2 (Ácido Fórmico), com intuito de alterar e manipular as propriedades estruturais e elétricas da PANI. Na realização deste trabalho, utilizamos diferentes técnicas disponíveis no Departamento de Física da UFV para a síntese e caracterização dos filmes investigados. Os filmes foram sintetizados por técnica de spin coating em ambiente de sala limpa. A determinação da espessura e verificação da qualidade da superfície/interface das amostras foi feita utilizando perfilometria óptica e microscopia de força atômica (AFM). Para verificar a presença dos C-dots e as mudanças estruturais na PANI, foram realizadas medidas por difração de raios-X e, pela técnica de espectroscopia Raman, procuramos assinaturas de bandas relacionadas ao polímero e ao C-dot. Por fim, Através de medidas IxV (corrente versus tensão), verificamos a possibilidade de aplicações da PANI/C-dot em dispositivos retificadores. |