Pesquisa e desenvolvimento de materiais nanoestruturados para aplicações eletrônicas e de física de superfícies

Resumo

A proposta deste projeto é estudar experimental e teoricamente as propriedades físicas de materiais nano-estruturados para aplicações na indústria microeletrônica, metalúrgica de transformação e aplicações na área de Física de Superfícies. Os objetivos do projeto estão focados no estudo das propriedades ópticas, elétricas, estruturais, e mecânicas de materiais nanoestruturas à base de carbono - obtidos a partir da fase gasosa, feixe iônico, pulverização catódica, evaporação por laser, descarga em arcos, atomic layer deposition - assim como metais implantados pela técnica de plasma pulsado e camadas protetoras duras nano-estruturadas (nanocomposites). Serão estudados nitretos metálicos e o tratamento de superfícies para aplicações na indústria metal-mecânica, materiais luminescentes amorfos dopados com íons terra-rara, filmes duros para aplicações em recobrimentos protetores, assim como nano-tubos de carbono obtidos por CVD. Estes objetivos estão ligados à nossa experiência de pesquisa e desenvolvimento e com o programa de pós-graduação do Instituto de Física Gleb Wataghin, os Institutos de Física da Universidade de São Paulo (São Paulo e São Carlos), e do Laboratório Nacional de Luz Sincrotron envolvidos no projeto. A incorporação no projeto do recentemente criado Departamento de Física da Universidade do ABC ao projeto permitirá potencializar a capacidade deste novo empreendimento de ensino e pesquisa no Estado de São Paulo. A formação de profissionais nos quatro níveis, i.e., graduação, mestrado, doutorado, e pós-doutorado é um ingrediente fundamental do projeto. É importante salientar que nossos experimentos estarão acompanhados de estudos teóricos com o intuito de ter um entendimento abrangente dos resultados obtidos. Para entender as propriedades físicas, o projeto contempla o uso de diferentes técnicas tais como espectroscopia de fotoelétrons nas energias de camadas profundas e de valência, microscopia eletrônica e de força atômica, difração de raios x, nano-dureza, e espectroscopia óptica. Procederemos ao desenvolvimento e utilização de técnicas avançadas de caracterização microscópica (mapeamento químico e catodo-luminescência) compatíveis com alguns dos materiais a serem investigados. Estudos teóricos serão feitos para modelagem de estruturas moleculares e cálculos de estrutura eletrônica utilizando primeiros princípios e métodos semi-empíricos, dinâmica molecular, cálculos que nos permitam projetar novos materiais. O projeto contempla, também, um considerável esforço para transferir avanços tecnológicos à indústria local. (AU)