Microscopia eletrônica de transmissão quantitativa (QHRTEM): desenvolvimentos e aplicação no estudo de um material semicondutor nanoestruturado

Resumo

Este trabalho envolve o desenvolvimento e aplicação de metodologias de análise quantitativa a partir de imagens de microscopia eletrônica de transmissão com alta resolução. A partir destas metodologias espera-se obter, principalmente, mapas dos tensores de deformação e mapeamento da composição química em escala atômica. Este estudo envolve inicialmente o desenvolvimento, implementação e uso de técnicas avançadas de reconstrução das imagens por série focal para obtenção de imagens livres de aberrações; permitindo assim uma grande melhora na qualidade e resolução pontual, e um conseqüente aumento na precisão dos resultados quantitativas. As análises quantitativas envolvem a implementação da técnica de análise de fase geométrica (GPA), que permite obter os tensores de deformação (strain tensors - Exx, Eyy) e as distâncias entre colunas atômicas adjacentes, permitindo assim determinar os parâmetros de rede local (a// e a^). A partir destes parâmetros e aplicando-se a lei de Vegard, pretende-se determinar a composição química em escala atômica destas nanoestruturas, obtendo-se mapas 2D e 3D de composição química. O desenvolvimento e implementação destas metodologias serão realizados utilizando-se amostras de um semicondutor nanoestruturado formado por ilhas de Si1-xGex depositadas sobre Si(001). A escolha deste material foi feita baseada nas suas características, que se adequam perfeitamente às exigências da metodologia proposta, e a sua importância tecnológica, como aplicações e por ser um material modelo no estudo de semicondutores. A implementação destas metodologias é um avanço importante, uma vez que deve permitir um ganho significativo no desempenho dos microscópios existentes no LME/LNLS e tornar viável aos usuários desta infra-estrutura o desenvolvimento de trabalhos de pesquisa que necessitem de menores resoluções espaciais (~ 1Å). É importante ressaltar que estas são propostas de estudo bastante audaciosas, utilizando algumas abordagens inéditas e que poderão fornecer resultados de grande impacto e importância à área de microscopia eletrônica e de semicondutores nanoestruturados. (AU)