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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.43.2008.tde-18112008-143638
Documento
Autor
Nome completo
Fernando Massa Fernandes
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2008
Orientador
Banca examinadora
Salvadori, Maria Cecilia Barbosa da Silveira (Presidente)
Added, Nemitala
Zambom, Luís da Silva
Título em português
Síntese de nanotubos de carbono orientados e aplicação na produção de pontas de AFM
Palavras-chave em português
Nanotubos de carbono
Pontas de AFM Tips
Resumo em português
Neste trabalho foram obtidos nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWNT). O crescimento apresentou alta densidade de nanotubos orientados perpendicularmente à superfície do substrato, com cerca de 20 m de comprimento e diâmetros entre cerca de 20 e 60 nm. Foram utilizados filmes catalisadores contendo ferro, depositados a partir de solução de nitrato de ferro (Fe(NO3)3.9H2O) em álcool etílico com concentrações que variaram entre 37 mmol/L e 1,2 mmol/L. Não foram notadas diferenças significativas entre os nanotubos crescidos com diferentes concentrações, com exceção da solução de 0,6 mmol/L onde não foi observado o crescimento de nanotubos. Os crescimentos de nanotubos de carbono foram efetuados em um reator CVD a plasma de microonda. Os resultados de espectroscopia Raman sugerem que os nanotubos de carbono obtidos neste trabalho correspondem a MWNT, apresentando alto grau de desordem estrutural. Foram realizados crescimentos diretos de nanotubos de carbono sobre as pontas comerciais de AFM, utilizando filmes de nitrato de ferro. Os nanotubos crescidos nas pontas apresentaram tendência em formarem aglomerados. Não foram obtidas pontas de AFM satisfatórias com este método. Outro método consistiu no crescimento de nanotubos de carbono em amostras planas de silício, utilizando filme catalisador de nitrato de ferro com posterior captura de nanotubos na extremidade da ponta, utilizando um microscópio AFM. Foram realizados 26 procedimentos, onde a maioria dos resultados não foi satisfatória. Apenas em dois dos procedimentos foram obtidos resultados muito bons com nanotubos de carbono retos e protuberantes emergindo das pontas. Ainda neste trabalho foi desenvolvido um método de reciclagem das pontas. O processo é de grande valia, pois a obtenção de pontas de AFM com nanotubos apresenta sucesso em apenas uma fração do número de tentativas, levando a inutilização de um número representativo de pontas. A reciclagem das pontas foi realizada por meio da corrosão dos nanotubos de carbono em plasma de hidrogênio. O equipamento utilizado para essa finalidade foi o próprio reator CVD a plasma de microonda, também utilizado para o crescimento dos nanotubos.
Título em inglês
Oriented growth of carbon nanotubes and application in production of afm Tips
Palavras-chave em inglês
AFM Tips
Carbon nanotubes
Resumo em inglês
In this work multi walled carbon nanotubes (MWCNT) were obtained. The growth presented high density nanotubes oriented perpendicularly to the substrate, with about 20 m length and diameters between 20 and 60 nm. Catalytic films containing iron were used. These films were deposited from solution of iron nitrate (Fe(NO3)3.9H2O) in ethyl alcohol with concentrations that varied between 37 mmol / L and 1.2 mmol / L. It was not observed significant difference among the grown nanotubes obtained with different concentrations, except from the solution of 0.6 mmol / L, where the nanotubes growth was not observed. The growths of carbon nanotubes were obtained in a microwave plasma CVD reactor. The Raman spectroscopy suggests that the carbon nanotubes obtained in this work correspond to MWCNT, presenting high degree of structural disorder. Direct growths of carbon nanotubes on commercial AFM tips were performed, using films of iron nitrate. The nanotubes grown directly on the tips presented tendency in forming agglomerates. They were not obtained satisfactory AFM tips with this method. Another method consisted of carbon nanotubes growth on flat silicon substrates, using catalytic film of iron nitrate, with subsequent nanotubes capture at the extremity of the tip, using a microscope AFM. Altogether 26 procedures were performed, where most of their results were not satisfactory. In just two of these procedures were obtained very good results with straight and protuberant carbon nanotubes emerging of the tips. Still in this work a method of tip recycling was developed. The process is valuable, since the success in obtaining AFM tips with nanotubes occurs in just a fraction of the attempts, generating a representative number of lost tips. The tips recycling were performed through the corrosion of the carbon nanotubes in hydrogen plasma. The equipment used for this purpose was the microwave plasma CVD reactor, also used for carbon nanotubes growth.
 
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Data de Publicação
2008-11-24
 
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