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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
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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
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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
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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
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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.
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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).
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7Como obter o Fenmeno da Sonoluminescncia?
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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
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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)
Centro Federal de Educao Tecnolgica
Celso Suckow da Fonseca
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 de Filmes Finos
Deposio por Pulverizao Catdica
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Deposio de Filmes Finos
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)
Centro Federal de Educao Tecnolgica
Celso Suckow da Fonseca
Xu- Yang (doutorando Caen - 2010)
Christian F. (doutorando PUC- 2009)
Gelos Astrofsicos Acelerador de ons Pesados
UMA VAGA PARA ESTE ANO !!!
ENVIEM SEUS CURRCULOS!!
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Gelos Astrofsicos
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- O que so Gelos Astrofsicos?
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Aparato Experimental
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O que ocorre com o gelo?
N (molecules/cm2)
CO
H2ON0
CO2
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Processo de Coliso
O+6 Beam
CO
H2ON
CO2
sputtering
destruio / dissociao
formao
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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:
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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
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Agradecimentos
CAPES, COFECUB, CEFET-RJ, CNPq
Aguardo voces na IC!!