Preparo e caracterização de estruturas nanoporosas em alumínio por oxidação anódica

• Main Author: Jaqueline Alves de Almeida
• Other Authors: Maximiliano Delany Martins
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: CNEN - Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, Belo Horizonte 2009
• Subjects: Materiais; Nanoestruturas; Anodização; Óxido de alumínio; Microscopia; Materials; Nanostructures; Anadization; Aluminium oxides; FISICA DA MATERIA CONDENSADA
• Online Access: http://www.bdtd.cdtn.br//tde_busca/arquivo.php?codArquivo=125

Materiais nanoestruturados têm atraído grande interesse nos últimos anos. Isso se deve, por um lado, aos recentes avanços na capacidade de investigar, manipular e organizar a matéria em escala nanométrica, que abriram um novo horizonte de possibilidades para a fabricação e o controle da estrutura da matéria ao nível atômico e molecular e, por outro, devido ao extenso potencial de aplicação em biosensores, dispositivos fotônicos, magnéticos e ótico-eletrônicos. Em especial, a demanda por materiais magnéticos com capacidade para gravação em alta densidade é uma área com grande interesse nas novas possibilidades oferecidas pela nanociência e nanotecnologia. Processos que possibilitem a criação de estruturas de nanopartículas nas quais seja possível a otimização das propriedades estruturais (tamanho, forma e distribuição) são de grande interesse científico e tecnológico. Dentre os métodos utilizados para síntese destas estruturas, aqueles que utilizam uma membrana de alumina anódica como molde têm sido considerados como muito interessantes devido às várias vantagens sobre as demais técnicas convencionais (p. e. as litografias por feixe de elétrons, por micro-feixe iônico e AFM), como o grande controle da forma das estruturas, uniformidade, longas áreas de ordenação sobre a amostra, baixo custo e relativa facilidade de fabricação. Neste trabalho, estudou-se a preparação de amostras de alumina nanoporosa a partir do alumínio ultra-puro pelo processo de oxidação anódica. Investigou-se a influência dos dois estágios de anodização no grau de ordenação da amostra e também se verificou a relação entre as condições de anodização, eletrólito e tensão, e as características morfológicas das amostras obtidas. As amostras foram caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Microscopia de Força Atômica (AFM), técnicas que se mostraram poderosas ferramentas para investigação das nanoestruturas obtidas. Além da produção das amostras, foi construído e implementado um arranjo experimental para a fabricação de alumina nanoporosa por oxidação anódica no Laboratório de Física Aplicada - LFA-CDTN. === Nanostructured materials, i.e. materials whose structural elements (thin films, clusters, crystallites or molecules) have at least one dimension in the 1 to 100 nm range, have attracted great interest in recent years because the extensive application potential. The explosion in both scientific and technological interest in these materials over the past decade arises from the remarkable variations in fundamental electrical, optical and magnetic properties that occur as one progresses from an infinitely extended solid to a nanoscale material. As a remarkable example, the demand for magnetic materials capable of recording with high density is an area with great interest among the new possibilities offered by nanoscience and nanotechnology. Processes that enable the preparation of nanoscale materials in which it is possible to optimize the structural properties (size, shape and distributions), aiming to investigate the effects mentioned above, are of great scientific and technological interest. Among the methods used for synthesis of such nanostructures, those using an anodic alumina membrane have been considered as very interesting due to several advantages over other classical techniques (e.g. electron beam and ion beam lithography), such as the large control of structure size, uniformity, long area of ordering on the sample, low cost and relative simplicity of production. In this work, nanoporous alumina was prepared from ultra-pure aluminum by anodic oxidation process in order to be used as templates in the synthesis of magnetic nanostructures. It was investigated the influence of the two stages of anodizing in the degree of ordering of the sample and also investigated the relationship between the conditions of anodizing (electrolyte solution and voltage) and the morphological characteristics of the samples. The samples were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and Atomic Force Microscopy (AFM), techniques that have proved powerful tools for investigation of nanostructure materials. Besides the production of the samples, it was implemented the infrastructure and methodology necessary for the production of nanoporous alumina in the LFA/CDTN.