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Item Estudo de mecanismos de transporte em filmes poliméricos irradiados por feixe eletrônico(2015-12-08) Faria, Roberto MendonçaEstudo de processos de transporte de carga em filmes poliméricos isolantes sob radiação eletrônica por feixe não totalmente penetrantes. O freiamento dos elétrons do feixe se dá a uma profundidade do filme, onde há forma um perfil de carga depositada. Essa carga pode ser positiva e negativa dependendo da curva de emissão secundária que é função da energia do feixe. O filme fica dividido em duas regiões: irradiada e não-irradiada. As equações de transporte são distintas para as duas regiões, mas a corrente registrada ao longo da amostra, quando em circuito modo de corrente, é a mesma, esse projeto visa realizar medidas em diferentes polímeros, montar o modelo de transporte e ajustar as curvas de correntes.Item Estudos eletroquímica de polímeros conjugados e de estruturas e auto organizadas de copolímeros tribloco(2015-12-08) Faria, Roberto MendonçaNeste trabalho serão realizadas investigações sobre deposição e dopagem de filmes de polímeros conjugados (politiofeno, poli-p-fenileno vinileno e seus deirvados) e suas aplicações em dispositivos fotovoltaicos, e investigações sobre a dinâmica de formação de estruturas sub-micrométricas auto-organizadas copolímeros tribloco sobre substratos sólidos de rugosidade atômica, especificamente o copolímero poliestireno-b-poli(eteno-co-buteno-1)-b-poliestireno (SEBS),e o desenvolvimento de aplicações através da replicação dessas estruturas em outros sistemas. A técnica de Microscopia de Força Atômica (AFM) será usada para monitorar a qualidade dos filmes eletroquímicos depositados (espessura, rugosidade, etc) e as características das estruturas sub-micrométricas formadas. Voltametria cíclica e medidas de condutividade in situ acompanharão o grau de dopagem dos filmes de polímeros conjugados, e a formação de espécies polarônicas oriundas dos processos redox. Mecanismos de fluxo termocapilar (efeito Marangoni), de desmolhamento, da instabilidade de Rayleigh e interações oriundas da segregação de fase serão usados para explicar tais formações organizadas. Parâmetros tais como concentração polímero/solvente, taxa de evaporação do solvente, substrato (energia superficial) e hidrofibicidade do substrato serão variados para um estudo sobre a dependência da formação microestrutural. Por último, será desenvolvido um processo nanolitográfico a partir das microestruturas formadas através da técnica de soft lithography visando aplicabilidade em sistemas da microeletrônica.Item Advanced characterisation techniques for probing buried interfaces and film morphology in organic eletronic(2015-12-08) Faria, Roberto MendonçaNesse projeto de colaboração entre os grupos do Imperial College London (IC) e do IFSC/USP pretende-se unir orças para resolver alguns dos problemas científicos e tecnológicos atuais mais críticos relacionados ao desenvolvimento da eletrônica orgânica. Optamos por concentrar em questões fundamentais, relacionadas com a natureza dos sistemas orgânicos: efeitos de interfaces metal/polímero e sua relação com a estrutura química das moléculas, e fenômenos que correlacionam efeitos de processamento com as propriedades de filmes semicondutores orgânicos. O nosso objetivo é o de combinar conhecimentos sobre as técnicas avançadas de caracterização a fim de melhorar a capacidade de investigação sobre as propriedades dos materiais e interfaces. O foco principal aplicação será a de energia solar fotovoltaica (PV), principalmente pelo fato do grande conhecimento sobre a ciência de células fotovoltaicas orgânicas que detém a equipe do IC Imperial, e também pelo alto potencial de aplicação e desenvolvimento industrial de novas tecnologias de energia solar no Brasil. Por outro lado, o tema de pesquisa em semicondutores orgânicos vai além dos fotovoltaicos e incluem um gama de outros dispositivos eletrônicos como os transistores por efeito de campo e os diodos luminescentes.Item Instituto Nacional de Eletrônica Orgânica - INEO(2015-12-08) Faria, Roberto MendonçaEsta proposta visa montar uma rede de pesquisa voltada para pesquisas em dispositivos eletrônicos e opto-eletrônicos, em que os materiais ativos são filmes de semicondutor orgânico, que podem ser separados em dois tipos principais: polímeros sintéticos e moléculas pequenas, e polímeros naturais. O nome semicondutor orgânico aqui adotado vem da similaridade em termos de estrutura eletrônica que as moléculas a serem estudadas têm com os semicondutores inorgânicos tradicionais. O projeto será concentrado em diferentes classes de materiais orgânicos, foto- e/ou eletroativos, e os projetos de pesquisa que compõem essa proposta incluem as áreas de síntese orgânica, estudo de propriedades estruturais, ópticas e elétricas, teoria de transporte em dispositivos e em estrutura eletrônica em nível molecular, processamento e possíveis aplicações de dispositivos. A área de semicondutores orgânicos, apesar de recente, vem mostrando sua força que deve causar uma revolução na eletrônica, particularmente na área de novas aplicações de dispositivos, na área de eletrônica flexível, na tecnologia de displays, na geração de novas classes de tensores e biossensores, etc. Grandes empresas, como a Philips, Sanyo, e Pioneer, e outras menores, como Cambridge Display Technology (www.cdtltd.co.uk), Konarka (www.konarka.com) e Plastic Logic (www.plasticlogic.com), apostam no futuro da área de dispositivos orgânicos, que promete tecnologia de baixo custo e excelente desempenho. Pesquisas fundamentais e aplicadas nessas empresas são motivadas pela confiança no potencial da eletrônica orgânica, a despeito dos obstáculos ainda existentes para tomar os dispositivos orgânicos um sucesso de mercado. Aproveitando a experiência de 7 anos de existência do Instituto Multidisciplinar de Materiais Poliméricos (IMMP), um dos Institutos ao Milênio, nessa nova rede esperamos desenvolver ciência e tecnologia de eletrônica orgânica, divulgar conhecimento na área e seu potencial científico e tecnológico, e buscar desenvolver colaborações sinérgicas com setores industriais afins. Essa proposta apresenta também um trabalho nem elaborado de difusão científica, principalmente junto a alunos e professores de escolas de ensino media e fundamental. Setores do governo brasileiro já estão atentos sobre o potencial da área de Eletrônica Orgânica (EO). Recentemente, o Centro de Gestão e Estudos Estratégicos (CGEE) foi incumbido pelo Ministério da Ciência e Tecnologia a realizar um estudo sobre uma estratégia brasileira para semicondutores orgânicos. O relatório que está disponível na página do CGEE (www.cgee.org.br) foi elaborado em 2007 e teve participação ativa de membros do IMMP. A EO foi selecionada como uma das áreas estratégicas para a política de desenvolvimento industrial do Brasil porque há chances reais ao país participar na produção de alguns nichos de mercado, tais como: displays, dispositivos fotovoltaicos, iluminação de pequeno porte, sensores e etiquetas baseadas em sinal de rádio frequência (radiofrequency identification devices (RFID), além do amplo setor de sensores. Agências de tomento a pesquisa (CNPq, Finep, e algumas FAPs estaduais) vêm incluindo a área de EO em seus editais.Item Polianilina e Poli (p-fenileno vinileno) como elementos ativos de dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos(2015-12-08) Faria, Roberto MendonçaEste projeto visa o estudo de propriedades de transporte eletrônico e fenômenos de excitação e recombinação de processos eletrônicos, efeitos esses relacionados à absorção e emissão de fétons, em filmes finos de polianilina (PANI), poli(para-fenileno vinileno)(PPV), e seus derivados. Tendo em vista essas propriedades incomuns aos polímeros, serão feitos dispositivos eletrônicos poliméricos tais como: diodos luminescentes e fotovoltaicos, células eletroquímicas emissoras de luz, e transistores por efeito de campo. Todos os materiais poliméricos serão polimerizados e processados em nossos laboratórios, assim como a fabricação de filmes finos pelas técnicas de casting spin-coating e Langmuir-Biodgett. Estudos de caracterização por métodos físicos e químicos acompanharam a qualidade dos polímeros sintetizados (GPC, DSC, Espectroscopia UV-Vis, etc.) e dos filmes produzidos (Microscopias Eletrônica de Varredura (SEM) e de Força Atômica (AFM), espectroscopia UV-Vis, espectroscopia IV e difração de raios-X). Estudos detalhados sobre mecanismos de condução eletrônica, fotocondução e luminescência serão realizados pelas técnicas de medidas de condutividades contínuas e alternadas, fotocondutividade e tempo de vôo, detecção de condutividade por ressonância magnética (EDMR), absorção óptica na região UV e visível, fotoluminescência (PL),eletroluminescência (EL) e dicroísmo circular (CD). A maioria das medidas experimentais serão realizadas em se variando a temperatura. Numa segunda etapa serão estudados efeitos de interface polímero/metal e fabricados os dispositivos eletrônicos e/ou optoeletrônicos: diodos, diodos eletroluminescentes (LED), célula eletroquímica emissora de luz (LEC), diodo fotovoltaico, e transistor por efeito de campo (FET). Esses dispositivos serão montados, caracterizados e, em alguns casos, desenvolvidos modelos teóricos para explicar os mecanismos de seu funcionamento. Nosso Grupo de pesquisa - Grupo de Polímeros Prof. Bernhard Gross - tem longa tradição na investigação das propriedades elétricas e estruturais de materiais poliméricos, e há cerca de uma década vem estudando os polímeros condutivos e semicondutores. Mais recentemente vem se dedicando, também, à fabricação de filmes finos poliméricos, ao estudo de efeitos de interface polímero/metais e a estudo de propriedades optoeletrônicas desses filmes finos. Nos últimos cinco anos, foram publicados, pelos pesquisadores do Grupo de Polímeros, cerca de 50 artigos sobre polímeros condutivos e semicondutivos em revistas indexadas, além de muitos trabalhos apresentados em Congressos e Simpósios, nacionais e internacionais. Esse projeto contará com a colaboração de pesquisadores de outras Instituições de pesquisa. Com a colaboração do Prof Carlos F. O. Graeff da FFCLRP/USP, serão realizadas medidas de EDMR; com a Profa. Marysilvia Ferreira da COPPE/UFRJ estudados os efeitos de interface; e com o Grupo de Sensores e Dispositivos de Silício Amorfo do LNIE da EPUSP, será realizada a caracterização dos dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos.Item Preparação, caracterização e estudo de propriedades elétricas de ionômeros visando aplicações em dispositivos eletroluminescentes(2015-12-08) Faria, Roberto MendonçaO principal desafio no desenvolvimento de dispositivos poliméricos eletroluminescentes (EL) é aumentar a sua eficiência e tempo de vida. Resultados recentes de nosso grupo de pesquisa tem mostrado que filmes de copolímeros de estireno e metacrilato de metila contendo grupos fônicos (ionômeros) na interface entre o cátodo e o polímero EL, provocam uma melhora considerável na eficiência dos dispositivos. Este projeto tem como objetivo preparar e investigar a utilização desses polímeros em dispositivos poliméricos eletroluminescentes com a função de otimizar a injeção de cargas no volume do polímero EL através da interface eletrodo/polímero. Os ionômeros de copolímero preparados em nosso grupo mostraram um desempenho muito superior aos ionômeros de poliestireno relatados na literatura e podem ser obtidos com polaridade variável da cadeia principal (razão PS/PMMA). Os filmes de ionômeros serão caracterizados quanto a sua morfologia, propriedades elétricas e seu efeito sobre as características de Leds poliméricos eletroluminescentes.Item Dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos poliméricos(2015-12-08) Faria, Roberto MendonçaO Grupo de Polímeros Bernhard Gross tem tradição de estudar propriedades elétricas e ópticas de materiais poliméricos e biomateriais e, ao lado dessas pesquisas, desenvolver projetos aplicados. Já na década de 1970, pesquisadores do GPBG realizaram pesquisas de vanguarda em polímeros isolantes e ferroelétricos (armazenamento e transporte de carga, efeitos de polarização, origem da ferroeletricidade em materiais orgânicos, transições de fase, etc.), e coordenaram vários projetos de aplicações de dispositivos eletroacústicos poliméricos, inclusive em parceria com o CPqD da Telebrás. No final dos anos 1980, o grupo inicia suas pesquisas em polímeros eletrônicos e expande sua parte experimental criando dois novos laboratórios: o de síntese orgânica de polímeros e o de preparação de filmes poliméricos ultrafinos. O grupo evoluiu ao longo dos anos e hoje domina processos de síntese e polimerização de inúmeros polímeros semicondutores, e de processamento de sistemas biomolecualres, e realiza pesquisas nas áreas de propriedades elétricas, ópticas e estruturais de filmes ultrafinos, fabricados por diferentes técnicas. Além disso, o GPBG adquiriu experiência na fabricação de dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos e realiza estudos das propriedades elétricas e ópticas dos filmes ultrafinos de polímeros eletrônicos nos dispositivos fabricados. Nessa área o GPBG já formou mais de 20 pós-graduandos. Apesar do progresso alcançado, as condições de fabricação dos dispositivos estão longe das adequadas, o que dificulta a obtenção dos dados experimentais, pois os dispositivos apresentam baixa eficiência e curto tempo de vida. Para se realizar um conjunto de medidas são necessárias várias precauções e cuidados, tornando o trabalho de pesquisa árduo, lento e pouco competitivo quando comparado a laboratórios que atuam na mesma área. Essa área está evoluindo muito rapidamente e os laboratórios de pesquisa, sobretudo os dos países mais avançados, estão se modernizando com a mesma velocidade. Um laboratório de dispositivos orgânicos de filmes ultrafinos adequadamente equipado criará condições de aprofundar os estudos mais fundamentais dos materiais usados na fabricação dos dispositivos e dos fenômenos envolvidos nos dispositivos processados, principalmente aqueles que envolvem efeitos de interfaces. Além disso, amplia em muito as possibilidades de aplicações tecnológicas. Ao lado do aprimoramento na fabricação de dispositivos, esse projeto pretende fortalecer ainda mais as atividades de base científica na área aproximando as pesquisas experimentais em propriedades elétricas e ópticas dos filmes de polímeros eletrônicos com modelos teóricos que auxiliam na compreensão mais precisa dos fenômenos que ocorrem na escala molecular. Além disso, a área de pesquisa em materiais e em dispositivos orgânicos vem abrindo perspectivas concretas a uma nova eletrônica, a Eletrônica Orgânica. Junto com ela, ampliando com rapidez novas aplicações no campo da eletrônica (circuitos flexíveis, biochips, e dispositivos transparentes, etc), e no domínio da nanotecnologia é uma das áreas que mais vem contribuindo ao desenvolvimento da Eletrônica Molecular (dispositivos de uma só molécula ou de um pequeno conjunto de moléculas, e à tecnologia MEMS - micro electro-mechanical systems). Os estudos sobre propriedades eletrônicas dos polímeros, de suas interfaces, e dos dispositivos, que são descritas ao longo desse projeto, visam contribuir para que o país mantenha-se atualizado nessa importante área do conhecimento, através de pesquisas fundamentais e aplicadas e da formação de recursos humanos. Nesse projeto, propõe-se estudar propriedades elétricas, ópticas e de interfaces em filmes de diversos polímeros eletrônicos e biopolímeros, e suas aplicações em dispositivos como diodos fotovoltaicos, eletroluminescentes, transistores e diversos sensores.Item Propriedades ópticas e espectrocópicas da matéria condensada(2008-04-18) Faria, Roberto MendonçaPromover intercâmbio científico e de qualificação de pessoal entre o grupo de Polímeros do Instituto de Física de São Carlos - USP e o grupo de Materiais e de Nanotecnologia da Universidade Federal do Piauí, através da realização de pesquisas básicas, combinando estudos físico-químicos das propriedades estruturais, elétricas, térmicas e ópticas de filmes finos, blendas e compósitos condutores a base de polímeros naturais e de materiais cerâmicos, além do fortalecimento dos programas de pós-graduação envolvidos.Item Microscópio de Força Atômica - ICON-Dimension (Bruker)(2015-05-26) Faria, Roberto MendonçaO microscópio ICON pertence ao laboratório multiusuários do Instituto de Física de São Carlos, e atende com frequência vários grupos do IFSC e também muitos de outras unidades da USP, da UFScar e da UNESP.