Imageamento por Raios X coerentes aplicado ao estudo de materiais funcionais

Resumo

Este projeto de mestrado tem como objetivo a implementação da técnica de ptychografia, que consiste no imageamento com raios X coerentes - sem o uso de lentes após a amostra - por recuperação da fase. A ptychografia de raios X, em desenvolvimento em modernas fontes de luz síncrotron de última geração, tem se mostrado capaz de atingir uma resolução da ordem de dezenas de nanômetros em uma variedade de objetos de estudo. Realizar-se-á um estudo metodológico da técnica, na linha de luz SXS do LNLS, de maneira a preparar o terreno para o seu intenso uso na nova fonte de luz SIRIUS. A instrumentação e a metodologia desenvolvidas durante esse projeto serão instaladas e comissionadas, preliminarmente na fonte UVX em 2018, e posteriormente, na linha CARNAÚBA no SIRIUS em 2019. Além do desenvolvimento e comissionamento da instrumentação, será realizado um estudo intensivo sobre os algoritmos e métodos para aquisição e tratamento dos dados para reconstrução de imagens. Os primeiros experimentos de ptychografia de raios X serão realizados para o estudo de materiais fotovoltaicos baseados em perovskitas híbridas, material de alto valor tecnológico. Esses materiais apresentam uma relação próxima entre propriedade fotovoltaica, morfologia do filme e efeito de segregação elementar. Esses efeitos encontram-se numa escala interessante - sub-micrométrica, com granulometria variando de 400 a 800 nm - para o desenvolvimento da técnica. Um experimento simultâneo de mapeamento elementar - por fluorescência de raios X - mapeamento da atividade óptica de luminescência excitada por raios X - XEOL - e ptychografia de raios X vai permitir encontrar a correlação entre propriedades morfológicas, de composição química e ópticas do material, abrindo amplas possibilidades de aplicações em diversos outros sistemas.