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1Prof. Ana L. F. de Barros

Centro Federal de Educao Tecnolgica /CEFET-RJ,

Rio de Janeiro, RJ, Brazil.

Linhas de Pesquisa Desenvolvidas no LaFEA: Aspectos Experimentais e

Aplicaes

2 Fsica da Sonoluminescncia- LaFEA- CEFET

Processos de Deposio de Filmes Finos de Nano-Compostos - UTD, FEP e CEFET

Espectrometria de Massa por Tempo de Vo TOF-MS, Queens University, UFRJ e LNLS

Gelos Astrofsicos: nfase em gelo de gua PUC Frana - Caen

Linhas de Pesquisa

3Profa. Ana Lucia F. de Barros

Centro Federal de Educao Tecnolgica

Celso Suckow da Fonseca

Fsica da Sonoluminescncia - 2009-2010

Leandro Santos (5 Eltrica) 2010- atual

Seminrio PPEL 16/04/09 4

1. O que a Sonoluminescncia?

Sonoluminescncia de uma nica bolha (SBSL) um fenmeno ondeenergia sonora convertida em luz.

O efeito de SL ocorre com uma onda de som dentro de um Lquido(gua, cidos, bases, etc).

A bolha gasosa sonoluminescente um oscilador no linear,concentrando uma grande energia sonora de tal forma a emitir ftons.

Da esquerda para a direita: apario da bolha; expanso lenta; rpida contrao e emisso da luz

www. wikipedia.org

Seminrio PPEL 16/04/09 5

Vrios ramos da fsica (mec.fluidos, acstica, termodinmica,estabilidade dinmica, interao: radiao/matria), e qumica.

um dos fenmenos mais no lineares e de maior concentrao deenergia que se conhece.

Aplicaes em catlise de reaes qumicas.

2. Motivao

PUTTERMAN, Seth J. Sonoluminescence: Sound into Light. Scientific American, Fevereiro 1995

Interior da bolha:

T ~ 104 K

Choques, plasmas, ionizao, radiao Bremsstrahlung so provveis de ocorrer durante o fenmeno.

63. Aparato Experimental

Um Gerador de Funes Senoidais;

Um Amplificador de Potncia (40W 120W);

Transdutores Piezo-Eltricos (PZT);

Um Ressonador (cilndrico ou esfrico);

Um Circuito Eltrico;

Uma Foto-Multiplicadora (PMT).

7Como obter o Fenmeno da Sonoluminescncia?

8 Ressonador: so frascos dePyrex ou quartzo de 100 mL compescoo pequeno.

Transdutores: dois discos PZT'sde Cermica de 1,9 cm dedimetro, 0,3 cm de espessura.Um disco de 0,40 cm de dimetro,0,14 cm de espessura;

Microfone/Hidrofone: umpiezo no qual a presso acsticaaplicada gera um sinal eltrico.

3.1 Os Ressonadores

93.4 O Sistema de Gases e Manipulao de cidos

Bomba de vcuo

Basto magntico (misturar gua + gases).Capela p/preparo dos cidos

Deionizador

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4. Criando e Aprisionando a Bolha

Filamento: corrente de poucos ampres.

Desvantagem: esquenta a gua

Seringa: Injetar ar diretamente

Desvantagem: cria muito ar no sistema

Mantendo a Bolha Aprisionada

Fotomultiplicadora

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5. Observando SBSL

Criao da Bolha:

Sistema de Ressonador Aberto;

Manualmente: usando uma seringa.

Sinal Obtido:

Microfone

Freqncia: 25,43 kHz;

Sinal pico-a-pico: ~ 380 mV.

Foto Multiplicadora

Freqncia: 25,43 kHz;

Sinal pico-a-pico: ~ 32 mV.

A. L. de Barros, T. Kodama e B. Lesche, Observation of Single Buble Sonoluminscence Light

XXI Encontro Nacional de Fsica da Matria Condensada (1999)

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Profa. Ana Lucia F. de Barros

Prof. Ralph Schmittgens (Technische Universitt Dresden)

Prof. Dr. Eberhard Schulthei Instituto de Eletrnica do Estado Slido (IFE) da Universidade Tcnica de Dresden (TUD) e Instituto

Fraunhofer de Tecnologia de Feixe de Eltrons e de Plasma (FEP)



Lucas Vignoli (IC- 5 mecnica)

Igor Fita (IC- 5 mecnica)

Rafael Ricardo (IC- 6 mecnica)

Deposio de Filmes Finos 2009- atual

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Implementao Prtica de Processos de Deposio a Vcuo

Especializao para engenheiros dos cursos de ps graduao ealunos de graduao, com nfase em eletro-tcnica, eletrnica etelecomunicaes, e de Engenharia Industrial de Controle eAutomao;

Promover a qualificao de engenheiros: Perspectiva de interaocom a indstria brasileira;

Criao de um centro de experimentos aplicados nos processos defilmes finos;

Intercmbio entre o CEFET/RJ, o Fraunhofer Institute forElectron Beam and Plasma Technology e a Universidade Tcnica deDresden

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Motivao

Conceitos de Deposio de nano-compostos

Fabricao de Nano-partculas por Processos de Plasma

Domnio das nano-tecnologias : em microeletrnica (portes dieltricos,

dispositivos de memria) ou energia (clulas solares, materiais termoeltricos).

Importante para a elaborao de produtos avanados como monitores planos

(OLED, LCD, plasma) e gravao de dados (HD, CD, DVD).

Diodo orgnico emissor de luz.

Etiquetas Hologrficas

L. Armelao et al.,Chem. Mater. 17, p.1450 (2005)

Lynn A. Peyser, et al.,Science 291, 103 (2001)

Microscopia eletrnica

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Aplicaes

Uso das vantagens de mtodos bsicos de vcuo

para criar nano-compostos

Fabricar novos materiais e combinar materiais

Criar novas funcionalidades

Nanotecnologia: Novos materiais com

melhores ou novas propriedades: mecnica,

otica, eltrica, magntica e qumica

Classes de Materiais: Nanocompostos

inorgnicos e polmeros

Tecnologia: Deposio de filmes finos

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Conceitos Bsicos

Criar Ferramentas para:

Depositar nanopartculas de

tamanhos, distribuies e materiais

ajustveis;

Depsito de filmes finos em um

material matriz de interesse

tecnolgico.

Resistor de filme fino

Diferentes tipos de substratos semi-

condutores (1-octadeceno coberto por

Si tipo-n e Si tipo-p)

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Deposio de Filmes Finos

PVD- Physical Vapor Deposition Um filme formado poratomos diretamente transportados por uma fonte do substratona fase gasosa.

Evaporao: Evaporao Trmica Evaporao por feixe de eltrons

Sputtering Sputerring DC Magnetron Sputtering DC RF Sputerring

PVD Reativo

Evaporao Trmica de Eltrons

Deposio por Pulverizao Catdica

Sputtering Magntico

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Deposio por Pulverizao Catdica

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CVD- Chemical Vapor Deposition Um filme formadopor reaes qumicas na superfcie do substrato.

CVD de Baixa Presso: (LPCVD)

CVD de Plasma ReforadoPlasma Enhanced (PECVD)

CVD de Presso Atmosfrica (APCVD)

CVD de Metal Orgnico (MOCVD) Metal-Organic Chemical Vapour Deposition

Polimerizao de Plasma/PECVD

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Deposio Reativa Ativada por

Plasma de Alta Taxa

Evaporador

Reao

Qumica

Ionizao

Excitao

Evaporao

Partculas Neutras e No-excitadas

Zona de Plasma

Partculas Ionizadas e Excitadas

Substrato

Depsito de Titnio

sem Plasma

Depsito no Plasma

de uma camada de

Titnio

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Construir: Painis a Toque

Camada de ITO (xido de ndio

e Estanho) no filme plstico:

como um eletrodo fexvel e

transparente para Painis a

Toque (Electrode for Touch Panel)

Resistncia 500

Transmisso ptica 80%

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Deposio de MgO Princpio do PDP

(plasma display panel)

Emisso de Luz VIS

Painel frontal

Painel de trs

Descarga

gs de

radiao UV

Camada MgO

Camada dieltrica

Fosforo

Electrodos de

endereamento

Barreira ribs

Electrodos

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Aplicaes

Optical coatings p/ janelas de carros

Barrier coatings P/ empacotamento

Scratch and Abrasion resistant coatings

Camadas transparentes condutoras para displays e

aparelhos celulares

Camada de alto indce refrativo para anti-counterfeiting

on top of holograms (credit cards, banknotes, product

labels)

CIS Foto-voltaca

Deposio em Redes Plsticas

e Folhas

Tecnologia

Evaporao reativa ativa por plasmas

Sputtering DC Magntico Duplo

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Mtodos Avanados de Deposio Vcuo

Equipamento de Deposio no CEFETO HHV Auto500 sistema de deposio polivalente:

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Profa. Ana Lucia F. de Barros (CEFET-RJ)

Prof. Enio F. Frota (PUC-Rio)

Dr. Philippe Boduch (GANIL-Frana)Dr. Hermann Rothard (GANIL-Frana)



Xu- Yang (doutorando Caen - 2010)

Christian F. (doutorando PUC- 2009)

Gelos Astrofsicos Acelerador de ons Pesados

UMA VAGA PARA ESTE ANO !!!

ENVIEM SEUS CURRCULOS!!

Gelos Astrofsicos

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27

- O que so Gelos Astrofsicos?

28

Aparato Experimental

O que ocorre com o gelo?

N (molecules/cm2)

CO

H2ON0

CO2

Processo de Coliso

O+6 Beam

CO

H2ON

CO2

sputtering

destruio / dissociao

formao

Experimentalmente obtemos...

H2O

CO

H2O

N

destruction yield

formation yield

YNET = N N = Yf Yd Ys (1 projectile)

CO2

N

CO

CO2

YS

(If , Y )

Measured:

FTIR Spectra

Antes

2000 2100 2200 2300 2400

C3

C5O

2

O3

C5O, O

3

C3O

2C

4O

2

OC18

O

OCC13

CO

13CO

2

C5O CO2

C3O

2

Ab

so

rba

nce

C18

O; CO2

C17

O;

13CO;

Wavenumber(cm-1)

L

Dependence of Absorbance on IR wave number 32

Depois

33

Agradecimentos

CAPES, COFECUB, CEFET-RJ, CNPq

Aguardo voces na IC!!

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