Pesquisa e desenvolvimento de novos materiais de interesse em nanotecnologia: aplicações na indústria (micro-) eletrônica e metal-mecânica

Resumo

A proposta deste projeto é estudar, experimental e teoricamente, as propriedades ópticas, elétricas, estruturais, e mecânicas de filmes finos e nano-estruturados, depositados através das técnicas por feixe iônico ("Dual Ion Beam Assisted Deposition", DIBAD), pulverização catódica ("sputtering"), Evaporação pr Laser, descarga em arcos, assim como metais implantados pela técnica de plasma pulsado e camadas protetoras duras. Serão estudadas ligas de CN, SiN, AlN, TiN, e aços para aplicações na indústria metal-mecânica, materiais luminescentes (a-Si:H, a-SiN, a-GeN, a-TiN, a-GaAs(N), etc.) dopados com íons de terras raras, bem como filmes duros para aplicações em recobrimentos protetores. Estes objetivos estão ligados a nossa experiência de pesquisa e desenvolvimento do grupo e com o programa de pos graduação do Instituto de Física "Gleb Wataghin" e os Institutos de Física da Universidade de São Paulo (São Paulo e São Carlos) envolvidos no projeto. Portanto a fOffi1ação de estudantes nos três níveis, i.e., graduação, maestria e doutorado e um ingrediente fundamental do projeto. Visando um entendimento global das propriedades ópticas, eletrônicas e estruturais destes compostos, aprofundaremos nossas investigações teóricas e experimentais, mediante a utilização de diferentes e variadas abordagens: (1) espectroscopia de fotoelétrons nas energias de camadas profundas e de valência (XPS e UPS), a fim de explorar as propriedades eletrônicas-estruturais; (2) microscopia eletrônica (TEM, SEM) e de força atômica com o intuito de entender aspectos morfológicos; (3) estudo das propriedades de emissão por efeito de campo de nanotubos de carbono puro e dopado com nitrogênio; (4) estudo das propriedades estruturais por difração de raios-x para determinação estrutural e eventual surgimento de fases; (5) nano-hardness. Finalmente, continuaremos aprofundando as pesquisas do stress gerado nos filmes durante o crescimento, bem como o estudo de suas propriedades elásticas. Na área teórica, faremos modelagens de estruturas e cálculos de estrutura eletrônica utilizando diversas técnicas, desde teorias de primeiros princípios até métodos semi-empíricos, para poder entender nossos resultados e assim projetar novos materiais. Finalmente, o projeto permitira renovar e atualizar alguns equipamentos de nossos laboratórios. Também será feito um considerável esforço para transferir avanços tecnológicos a industria local. (AU)