The major fishery effects on the ecosystem

Para a obten¸c˜ao de dados experimentais confi´aveis em experimentos de transporte eletrˆonico, a constru¸c˜ao de contatos el´etricos, tanto em estruturas nanom´etricas quanto em microm´etricas ´e de extrema importˆancia. Para isto, o tamanho das amostras ´e um fator limitador para a escolha de qual t´ecnica se utilizar para produzir os contatos el´etricos: em amostras microm´etricas, geralmente, utiliza-se de t´ecnicas manuais (m´ascara de sombra) de fabrica¸c˜ao de contatos e para as nanom´etricas um processo de litografia ´otica deve ser escolhido.

Antes de dar in´ıcio `a fabrica¸c˜ao dos dispositivos, foi realizada uma limpeza para remo¸c˜ao de quaisquer res´ıduos que possam contaminar os substratos e as nanoestruturas que ser˜ao depositadas sobre estes. Para isso, foi realizado o seguinte processo de limpeza: tricloroetileno, acetona, metanol e etanol, sendo que em todas as etapas os substratos foram mantidos por 5 minutos em ebuli¸c˜ao, seguido por um mesmo per´ıodo em ultrassom. Por fim, as amostras foram lavadas em ´agua deionizada e secas com jato de nitrogˆenio.

Para a fabrica¸c˜ao de dispositivos formados com microestruturas, como as amostras utilizadas para efeito Hall de In2O3, as amostras foram dispersas sobre o substrato de

sil´ıcio e pequenas esferas de ´ındio met´alico foram pressionadas nas extremidades destas. O dispositivo (substrato + microfio + contatos) foi levado a um forno, constru´ıdo no NanO LaB (DF/UFSCar), por 10 minutos `a 400◦_{C em um atmosfera inerte de Argˆonio,}

para garantir a ades˜ao mecˆanica do ´ındio com o microfio e a ohmicidade dos contatos el´etricos. A Fig. 3.8 mostra uma micrografia ´otica de um dispositivo com quatro contatos el´etricos de ´ındio que posteriormente foi utilizado para medidas de efeito Hall.

Figura 3.8: Micrografia obtida de um ´unico microfio de In2O3 com contatos el´etricos de

´ındio met´alico pelo m´etodo manual de fabrica¸c˜ao de contatos. Na imagem, a, b, c e d s˜ao os contatos de ´ındio.

3.6 Desenvolvimento dos dispositivos eletrˆonicos 75

plicada, o uso da t´ecnica apresentada anteriormente ´e praticamente imposs´ıvel. Neste caso, para a produ¸c˜ao dos contatos el´etricos necess´arios para as medidas el´etricas pode-se utilizar um processo de litografia ´otica. O processo de litografia ´otica para obten¸c˜ao dos contatos el´etricos foram realizados por duas maneiras diferentes. Na primeira, as nano- estruturas ser˜ao dispersas sobre o substrato de sil´ıcio e os contatos ser˜ao formados sobre estas nanoestruturas e para isso as amostras crescidas foram dispersas em etanol usando um banho ultrassˆonico (para otimizar a dispers˜ao) e em seguida foram depositadas sobre os substratos com o aux´ılio de uma micropipeta (gotas de ∼ 3 µL). No segundo processo, aos contatos s˜ao definidos por fotolitografia e as nanofitas dispersas em etanol s˜ao depo- sitados sobre o metal evaporado. Neste processo, o metal evaporado ser´a o ´ındio met´alico e os dispositivos passar˜ao por um tratamento t´ermico para que a ades˜ao entre o filme de ´ındio e as nanoestruturas sejam otimizada.

Figura 3.9: Atrav´es do processo de fotolitografia: o procedimento inicia-se depositando uma camada de fotorressiste sobre o substrato de sil´ıcio; fotograva¸c˜ao com a emiss˜ao de uma luz UV atrav´es de uma m´ascara, com o padr˜ao a ser definido, em cima do substrato com o fotorressiste; revela¸c˜ao com um material o revelador ( MIF 319); evapora¸c˜ao do material met´alico e remo¸c˜ao do material das partes n˜ao desej´aveis (lift–off).

O processo de fotolitografia ir´a gerar uma imagem do padr˜ao escolhido (ver Fig. 3.7) sobre o substrato previamente revestido com camada de fotorresiste (como mostrado nos passos de a – d da Fig. 3.9 ). Para a obten¸c˜ao dos contatos met´alicos, estes substratos s˜ao levados a uma evaporadora com uma fonte t´ermica (Edwards 605, Brasil ) para evapora¸c˜ao de metais e ligas met´alicas como ouro/n´ıquel, ´ındio e alum´ınio ou a uma evaporadora acoplada com uma fonte de feixes de el´etrons (electron–beam) Edwards AUTO 306 (ver

Fig. 3.10a) para evapora¸c˜ao, neste caso, especialmente de titˆanio. Ap´os esse processo, ´e removido o restante do fotorresiste com acetona (em ebuli¸c˜ao + ultrassom), e tamb´em a camada de metal depositada e n˜ao desejada. Dessa forma, obt´em-se uma c´opia do padr˜ao usado em metal sobre o substrato de sil´ıcio, este processo ´e conhecido com lift–off (Fig. 3.10e).

A litografia permitiu a obten¸c˜ao de diferentes dispositivos e com v´arios contatos el´etricos diferentes sendo poss´ıvel extrair diversas informa¸c˜oes dos materiais estudados. A Fig. 3.10b mostra uma imagem dos substratos logo ap´os o processo de lift–off e na Fig. 3.10c est´a uma imagem de um dispositivo de uma ´unica fita (neste dispositivo foi utilizado nanofitas de SnO2 e FTO) com contatos de ´ındio, onde as nanoestruturas foram dispersas

sobre o contato el´etrico. Estes dispositivos foram utilizados para a realiza¸c˜ao de medidas de resistˆencia em fun¸c˜ao da temperatura, com a finalidade de se obter informa¸c˜oes sobre o transporte eletrˆonico e o car´ater condutor das nanoestruturas (semicondutor ou met´alico). A Fig. 3.10d mostra tamb´em um dispositivo de uma ´unica nanofita de SnO2, por´em neste

caso as nanoestruturas foram dispersas sobre o contato met´alico (para esta situa¸c˜ao fo- ram utilizados como contatos el´etricos Au/Ni e Al). Por fim, as Fig. 3.10e,f mostram um dispositivo com contatos el´etricos no padr˜ao interdigitado de ´ındio (Fig. 3.10e o substrato sem as nanofitas e na Fig. 3.10f est´a o dispositivo com as nanofitas formando um filme fino). Este dispositivo foi ´util para o estudo das intera¸c˜oes el´etron–el´etron e localiza¸c˜ao fraca em amostras que apresentaram desordem estrutural intr´ınseca e extr´ınseca, devido as jun¸c˜oes das v´arias nanoestruturas que formam o filme fino.

Os dispositivos, como descrito acima, e seus contatos el´etrico s˜ao previamente testados em um micromanipuador acoplado com um sistema de medidas el´etricas Keithley, modelo 2400 e um eletrˆometro Keithley, modelo 6517 com resistˆencia m´axima de entrada ∼ 1018

Ω, como mostrado na Fig. 3.11. Uma vez que as amostras estejam funcionando, elas s˜ao colocadas em suportes pr´oprios e levadas ao sistema de caracteriza¸c˜ao (baixas e altas temperaturas, excita¸c˜oes externas como luz e campo magn´etico).