Fenômenos de Superfície e Filmes Finos

O Laboratório de Fenômenos de Superfície e Filmes Finos está equipado com diversas técnicas avançadas de análise de superfícies que permitem a investigação de diversos tipos de material em escala nanométrica ou atômica. Dentre os principais objetos de estudo podemos citar medições de topografia, rugosidade e espessura por técnicas de microscopia de ponta de prova, tais como a microscopia de força atômica, bem como a análise química elementar e determinação do estado de oxidação de diversos materiais por técnicas de espectroscopia de fotoelétrons. Além disso, o laboratório é capaz de determinar diferentes propriedades chave de nanomateriais de carbono, tais como grafeno e nanotubos, pelas técnicas já citadas e também por espectroscopia Raman com resolução confocal, onde o laboratório tem atuado fortemente na determinação de nível de defeitos e propriedades eletrônicas de materiais 2D. O Lafes vem atuando também na produção de filmes finos nanoestruturados bem como na caracterização elétrica dos mesmos, realizando medições em conformidade aos requisitos da norma ISO 17025.

Linhas de Pesquisa

O Laboratório de Fenômenos de Superfícies e Filmes Finos atua na caracterização de superfícies e filmes finos sendo eles orgânicos ou inorgânicos formados por nanopartículas, nanomateriais de carbono, óxidos metálicos, polímeros e seus nanocompósitos, entre outros materiais importantes para a indústria. Tais caracterizações dão suporte às indústrias química, metalúrgica, civil, eletrônica e de catálise no desenvolvimento de materiais com propriedades avançadas. No laboratório temos instalada uma estação multitécnicas de análises de superfícies, “Escaplus P”, onde é possível realizar análises de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X, espectroscopia Auger, difração de elétrons de baixa energia (LEED), crescimento de filmes finos e realização de medidas de composição química em perfil de profundidade por bombardeamento com feixe de íons. Temos também um microscópio de tunelamento (STM), evaporadoras de metais e orgânicos, conectadas a glove box, sistemas de produção de óxidos e sistemas de caracterização elétrica para dispositivos orgânicos fotovoltaicos segundo as normas ISO. O laboratório produz também materiais com aplicações industriais tais como sensores eletroquímicos de grafeno para detecção de moléculas orgânicas em fármacos e nanocompósitos poliméricos reforçados com materiais de carbono tais como grafeno. A metrologia de materiais 2D é uma das principais linhas de pesquisa do laboratório onde as propriedades chave são determinadas por microscopia de força atômica acoplada a espectroscopia Raman.

Infraestrutura

•             Estação de análise de superfícies ESCAPLUS P Surface Science System

•             Microscópio de tunelamento VT STM XA LN2 cooling and heating

•             Microscópio de Força Atômica (JPK Instruments)

•             Microscópio de Força Atômica (Witec)

•             Sistema de deposição de filmes orgânicos

•             Sistema de deposição de filmes metálicos e produção de filmes de óxidos por RF-sputtering

•             Glove-box com dois compartimentos ligados por câmara de transferência

•             Potenciostato Ivium (8 V; 800 mA)

•             Forno de aquecimento (1000 C), com entrada para gases e conexão para bomba de vácuo

•             Câmera de UV-Ozônio, com controle de temperatura

•             Monocromador NewPort 77700, com acoplamento para lâmpada de Xenon

•             Lâmpada de Xenon  NewPort 300 W com filtros para simulação solar

•             Fonte de voltagem/corrente Keithley 2400

•             Perfilômetro Veeco Dektak 6M

•             Sistema de Medida de Efeito Hall

•             Espectrofluorímetro Quanta Master 40, Photon Technology Instruments

•             Estufa para tratamento térmico sob vácuo

 
Estação de análises de superfícies Escaplus P (Scienta Omicron)

Microscópio de Força Atômica (JPK)

Sistema de produção de filmes finos

Equipe

Clara Muniz da Silva de Almeida, Marcus Vinicius David Rangel e Silva, Rogério Valaski, Jéssica Menezes Luzardo, Victor Rezende Cunha, Marcello Pojucan, Daniele Aguiar, Douglas Rocha, Ana Ludmila Izaurino, Sanair Massafra e Elimeice Carvalho.

Contato
Responsável pelo laboratório: Joyce Rodrigues de Araujo
Metrologia de Materiais e Superfícies – Prédio 03
Fenômenos de Superfície e Filmes Finos
Endereço: Av. Nossa Senhora das Graças, 50 -Xerém
Duque de Caxias - RJ - CEP: 25250-020
Tel: (021) 2145-3045
Email: jraraujo@inmetro.gov.br