Desenvolvimento de uma fonte de nano-agregados metálicos

Abstract

Ao Professor Varlei Rodrigues, pela orientação, confiança depositada em mim, pelos ensinamentos transmitidos e pela proposição de um projeto que me trouxe tanto conhecimento, apesar de ser insano.À Giulia pela ajuda durante o desenvolvimento desse trabalho e pela experiência compartilhada.Aos companheiros de laboratório, Bruno, Vitor e Tizei, pelas conversas, esclarecimentos, amizade e pelo exercício diário mútuo de paciência.Ao Professor Daniel Ugarte pela convivência e pelas boas histórias e experiências compartilhadas.Aos Professores José Roque e Mário Bica, por aceitarem o convite para compor a banca, pelas sugestões dadas e pela paciência na leitura do texto.Aos meus companheiros de casa, Daniel, Lenilson, Olímpio e Samir pelos bons momentos vividos.À toda e minha família e aos meus pais, Evelyn e Marcos, aos meus irmãos, André, Tiago, Gabi e Taisa, e a Maria, pelo amor, apoio e incentivo, sem os quais seria impossível seguir nessa jornada.Aos meus amigos, que tanto contribuíram para eu me tornar o que sou hoje, e que apesar da distância sempre levarei comigo. À Moema, pelo carinho, dedicação, amor, pelas noites sem dormir ao meu lado enquanto eu escrevia, pelas re-leituras e correções e principalmente pela paciência de se manter ao meu lado durante todo o tempo.Ao Instituto de Física Gleb Wataghin, à Fapesp, à Capes e ao CNPq por viabilizarem a realização desse trabalho. ResumoNanossistemas são um dos campos de pesquisa mais importantes na comunidade científica nos dias atuais, isso se deve principalmente ao seu grande potencial tecnológico. Este regime de tamanhos apresenta propriedades novas e inesperadas que diferem fortemente das suas propriedades macroscópicas. Isso acontece principalmente devido aos efeitos decorrentes da razão entre o número de átomos na superfície e o número de átomos no volume, e também por que temos o tamanho da partícula comparável ao comprimento de onda dos elétrons de condução. Em particular, um destes sistemas de grande interesse são os clusters, nanossistemas com 2 a 10 7 átomos, onde as propriedades variam fortemente com tamanho e forma. Por conta disso, nós começamos a desenvolver e construir uma fonte para a produção de agregados com um número controlável de átomos variando de 2 até 100 átomos. Uma fonte de clusters habitual é constituída essencialmente de: uma fonte de átomos e uma câmara de agregação, para gerar as partículas; um sistema de lentes eletrostáticas, para guiar e focalizar o feixe; e um analisador de massa, podendo esse selecionar, ou não, as partículas em massa. Para fonte de átomos desenvolvemos dois magnetrons sputterings, um magnetron circular plano típico de 1" e um magnetron cilíndrico para a erosão axial de fios metálicos. A câmara de agregação terá um comprimento variável (≈ 30 − 100mm), para que possamos controlar o tamanho médio dos nano-agregados. Um skimmer, duas lentes Einzel e uma Bessel-Box serão utilizados para guiar e focalizar o feixe de partículas ao longo do instrumento. Como analisador de massa utilizamos um espectrômetro de massa por te...