Análise de Nano Estruturas Através da Análise de Nano Estruturas Através da Técnica MEIS Técnica MEIS
Maurício de A. SorticaMaurício de A. Sortica
Pedro Luis GrandeLeonardo MiottiGiovanna MachadoThiago MenegottoDaniel Baptista
MotivaçãoMotivação
Catalisadores para otimizar processos químicosCatalisadores para otimizar processos químicos
NanotecnologiaNanotecnologia
NanofotônicaNanofotônica
Aplicações biomédicas e farmacêuticasAplicações biomédicas e farmacêuticas
NanoestruturasNanoestruturas
CaracterizaçãoCaracterização
Difração de raio-X (XRD)Difração de raio-X (XRD)
MicroscopiaMicroscopia de força atômica (AFM)de força atômica (AFM) eletrônica de transmissão (TEM)eletrônica de transmissão (TEM) eletrônica de varredura por emissão de campo eletrônica de varredura por emissão de campo
(FE-SEM)(FE-SEM) de varredura por tunelamento (STM)de varredura por tunelamento (STM)
Difração de elétrons de alta energia (RHEED)Difração de elétrons de alta energia (RHEED)
Espectroscopia de photoelétron (PES)Espectroscopia de photoelétron (PES)
Espalhamento de íons com média energia (MEIS)Espalhamento de íons com média energia (MEIS)
MEIS – Espalhamento de Íons de MEIS – Espalhamento de Íons de Energia MédiaEnergia Média
Técnica análoga ao RBS com alta resolução Técnica análoga ao RBS com alta resolução em energia e ânguloem energia e ângulo
Análise estrutural de superfícies/interfaces Análise estrutural de superfícies/interfaces com resolução subnanométricacom resolução subnanométrica
Análise de composição e perfil de Análise de composição e perfil de profundidade de filmes finosprofundidade de filmes finos resolução de profundidade ~ 2 a 3resolução de profundidade ~ 2 a 3ÅÅ
MEISMEIS
VantagensVantagens facilidade na preparação da amostrafacilidade na preparação da amostra permite determinar quantitativamente permite determinar quantitativamente
composição e estequiometria da nanopartículacomposição e estequiometria da nanopartícula perfil de concentrações dentro da nanopartículaperfil de concentrações dentro da nanopartícula
LimitaçõesLimitações MEIS deve ser combinado com outras técnicas MEIS deve ser combinado com outras técnicas
para caracterizar completamente a amostrapara caracterizar completamente a amostra é necessário poder separar os espectros dos é necessário poder separar os espectros dos
elementos presentes na amostraelementos presentes na amostra
Simulação de EspectroSimulação de Espectro
Probabilidade de um íon espalhado no i-ésimo elemento no volume unitário dv ser detectado com energia Eout .
Simulação tradicionalSimulação tradicional divide-se a amostra em fatiasdivide-se a amostra em fatias calcula-se o espectro para cada fatiacalcula-se o espectro para cada fatia soma-se os espectros de todas as fatiassoma-se os espectros de todas as fatias
Simulação de EspectroSimulação de Espectro
Simulação de Espectro – NanoSimulação de Espectro – Nano
Simulação para nanopartículasSimulação para nanopartículas divide-se a amostra em cubinhosdivide-se a amostra em cubinhos calcula-se o espectro de cada cubinhocalcula-se o espectro de cada cubinho soma-se os espectros de todos os cubinhossoma-se os espectros de todos os cubinhos
Partículas não têm necessariamente o Partículas não têm necessariamente o mesmo tamanho: distribuição de mesmo tamanho: distribuição de tamanhostamanhos
Densidade de partículas por unidade de Densidade de partículas por unidade de área não é necessariamente uniformeárea não é necessariamente uniforme
Simulação para nanopartículasSimulação para nanopartículas
Simulação para nanopartículasSimulação para nanopartículas Método MontecarloMétodo Montecarlo
A posição em uma partícula onde ocorre o A posição em uma partícula onde ocorre o espalhamento é dada por (x, y, z) em um espalhamento é dada por (x, y, z) em um hemisfério.hemisfério.
Software para simulaçãoSoftware para simulação
Distribuição de perda de energia não é Distribuição de perda de energia não é simétricasimétrica Estudo dos efeitos dessa assimetria no estudo Estudo dos efeitos dessa assimetria no estudo
de nanopartículas muito pequenasde nanopartículas muito pequenas
Amostras podem conter várias geometrias e Amostras podem conter várias geometrias e vários tamanhosvários tamanhos Cada tamanho é representado por uma matriz Cada tamanho é representado por uma matriz
tridimensional contendo a composição de cada tridimensional contendo a composição de cada posição (x,y,z)posição (x,y,z)
PowerMeisPowerMeis
PowerMeisPowerMeis
PowerMeisPowerMeis
35 40 45 50 55 60 65
0
5000000
10000000
15000000
20000000
25000000
B
A
B
ComparaçãoComparação
Partícula x FilmePartícula x Filme
85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 1000.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Co
nta
ge
ns
Energia (keV)
film sphere cylinder disc wire half sphere
NANOPARTICLESNANOPARTICLES
Massachusetts Institute of Technology
Gold
AjusteAjuste
90 92 94 96 98 100
0
200
400
Co
nta
ge
ns
Energia(keV)
Experimental Esfera Filme
Perda de EnergiaPerda de Energia
80 85 90 95 100-2.00E-013
0.00E+000
2.00E-013
4.00E-013
6.00E-013
8.00E-013
1.00E-012
1.20E-012
1.40E-012
1.60E-012
Co
nta
ge
ns
Energia (keV)
Gaussiana Colisão Única
Perda de EnegiaPerda de Enegia
95 100-2.00E-012
0.00E+000
2.00E-012
4.00E-012
6.00E-012
8.00E-012
1.00E-011
1.20E-011
1.40E-011
Co
nta
ge
ns
Energia(keV)
Gaussiana Colisão única
Perda de EnergiaPerda de Energia
98 99
0.00E+000
1.00E-011
2.00E-011
3.00E-011
4.00E-011
Co
nta
ge
ns
Energia (keV)
Gaussiana Colisão única
AgradecimentosAgradecimentos
Cristiano KrugCristiano Krug
Samir ShubeitaSamir Shubeita
ElisaElisa
ClaudiãoClaudião
Leonardo MiottiLeonardo Miotti
Thiago MenegottoThiago Menegotto
Giovanna MachadoGiovanna Machado
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