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Antonio Carlos Seabra (USP) acseabra@lsi.usp.br
Fabricação de Nanoestruturas Antonio Carlos Seabra (USP) Luiz Sampaio (CBPF)
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Fabricação de Nanoestruturas
Introdução à Nanociência (2 aulas) Nanofabricação (3 aulas) Nanolitografia Nanocorrosão Nanodeposição
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Nanociência: Nanotecnologia: A ciência do extremamente pequeno
Escala dos objetos: escala atômica … 100 nm nessas dimensões suas propriedades são diferentes ! Nanotecnologia: Usa essas novas propriedades para uso na industria (sensores, dispositivos, etc)
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novas propriedades ??? - nanopartículas em um meio aquoso
10 nm - viscosidade muda radicalmente empuxo (movimento Browniano) tensão superficial (superfície) 1mm peso (água ou óleo)
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novas propriedades ??? - nanopartículas em um meio aquoso
“nanorobots ou nanobots” - viscosidade muda radicalmente (movimento Browniano) tensão superficial (superfície) Robert A. Freitas, Senior Research Fellow, Institute for Molecular Manufacturing (
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novas propriedades ??? - nanopartículas – relação superfície / volume
partículas de 30 nm -> 5% dos átomos estão na superfície 3 nm -> 50% aumentar a reatividade química (catálise) propriedades ópticas, magnéticas, térmicas…
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novas propriedades ??? - efeitos quânticos
propriedades ópticas, elétricas, magnéticas,…
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novas propriedades ??? - efeitos quânticos
propriedades ópticas, elétricas, magnéticas,…
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novas propriedades ??? - efeitos quânticos
propriedades ópticas, elétricas, magnéticas,… Imagem de um fio arrebentando (Ugarte, LNLS)
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Nanociência & Nanotecnologia
invenção do transistor (1947) e a miniaturização ENIAC (1946)
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Nanociência & Nanotecnologia
invenção do transistor (1947) e a miniaturização John Bardeen, Walter Brattain e William Shockley (Bell Laboratories)
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Nanociência & Nanotecnologia
miniaturização – Lei de Moore a cada 18 meses a capacidade de processamento dos computadores dobra, sem alteração de custo até quando ?
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em magnetismo… três gerações HD’s
2K bits/in2 (IBM, 1956) … 100 Giga bits/in2 (2005), 50 milhões de vezes em 50 anos ! futuro dos HD’s : carros, GPS, eletrônicos (iPod, leitor de DVD, HDTV) e eletrodomésticos, etc
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Feynman (1959): É minha intenção oferecer um prêmio de US$ 1
Feynman (1959): É minha intenção oferecer um prêmio de US$ à primeira pessoa que conseguir colocar o conteúdo escrito de uma página em uma área vezes menor, de forma que ela possa ser lida por um microscópio eletrônico de varredura Mollenstaedt e Steigel, 1960 6 m 9 m Livro letras de 60nm
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Feynman (1959): É minha intenção oferecer um prêmio de US$ 1
Feynman (1959): É minha intenção oferecer um prêmio de US$ à primeira pessoa que conseguir colocar o conteúdo escrito de uma página em uma área vezes menor, de forma que ela possa ser lida por um microscópio eletrônico de varredura 6 m 9 m Livro letras de 60nm o prêmio foi concedido em 1987, quase 30 anos depois!
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Motivações para a P&D em N&N
novas propriedades… miniaturização… aplicações (medicina, etc) Implicações consequências para o meio ambiente ? consequências para a sociedade: possível distanciamento entre pobres e ricos (pessoas e países)
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From J. Stohr, http://www-ssrl.slac.stanford.edu/stohr/index.htm
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Nomenclatura nanometro ou nanômetro ? nanômetro (Aurélio)
Resolução nº 12 de 1988 do Conselho Nacional de Metrologia
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Nomenclatura Certo Errado quilograma; Kg quilo; K 1 microm 2 microns
2 micra 1 micrometro 2 micrometros
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Como fabricar um nano-objeto ?
pedaço de ferro pó… limalha de ferro
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Como fabricar um nano-objeto ?
pó… limalha de ferro Volume Número de partículas de volume V % de milímetro
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Como fabricar um nano-objeto ?
pó… limalha de ferro Volume Número de partículas de volume V % de milímetro ~dezenas de microns
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Como fabricar um nano-objeto ?
pó… limalha de ferro um ou muitos com formas pré-definidas outros processos são necessários… muitos idênticos
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Nanofabricação “Top-down” “Bottom-up” (de cima para baixo)
(de baixo para cima) litografia óptica litografia feixe de elétrons
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“Bottom-up” (organização de “baixo” para “cima”)
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“Bottom-up” (organização de “baixo” para “cima”)
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“Bottom-up” (organização de “baixo” para “cima”)
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“Bottom-up” (organização de “baixo” para “cima”)
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Nanofabricação “Top-down” “Bottom-up” (de cima para baixo)
(de baixo para cima) limitação na forma dos objetos fabricados litografia óptica litografia feixe de elétrons
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Nanofabricação “Top-down” (de cima para baixo) não há limitação,
tudo é possível (!)
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ache o “erro”…
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alguns processos de nanofabricação
Developing Positive Negative Etching and Stripping Polymer Resist Thin Film Substrate Resist Exposing Radiation
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alguns processos de nanofabricação
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alguns processos de nanofabricação
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