Estudo do crescimento de filmes de carbono sobre silício devido à irradiação com feixes de H e He

É bem conhecido que técnicas experimentais que fazem uso de feixes iônicos induzem sobre a superfície dos alvos irradiados o depósito de diversos tipos de impurezas. Este depósito é causado pelas interações entre o feixe de íons, as moléculas de gás residual no interior das câmaras de irradiação e a superfície da amostra. Apesar do fato deste processo poder alterar significativamente os parâmetros de irradiações, bem como afetar a análise de materiais tratados, os parâmetros experimentais que influenciam na deposição das impurezas ainda não são bem conhecidos e nem o depósito se encontra suficientemente quantificado. No presente trabalho relatamos um estudo quantitativo da deposição de carbono sobre amostras de Si (100) irradiadas com feixes de He e H. A deposição de carbono foi determinada em função da fluência de irradiação, variando diversos parâmetros experimentais, tais como: pressão na câmara de irradiação, temperatura do alvo, densidade de corrente do feixe, energia do feixe e o estado da carga do íon. Em todos os casos a análise das amostras irradiadas foi feita pela técnica de Retroespalhamento de Rutherford em direção Canalizada (RBS/C) e através da reação nuclear ressonante 12C(a, a´)12C na energia de 4265 keV. Os resultados experimentais mostram que se consegue minimizar a deposição de C através: a) da redução do tempo de irradiação, b) da redução da pressão na câmara de irradiação, c) do aumento da temperatura do alvo durante a irradiação e d) minimização do poder de freamento do íon no alvo.

Formação e estabilidade térmica de nanocavidades produzidas pela implantação de He em Si

Nesta tese são apresentados os resultados de um estudo sistemático à respeito da formação e evolução térmica de nanocavidades de He em Si cristalino. O efeito da formação de nanocavidades de He no aprisionamento de impurezas em Si foi estudado inicialmente em distintas condições de fluência, temperatura e direção de implantação. Após as implantações, as amostras foram tratadas termicamente a 800°C e analisadas por espectroscopia de retroespalhamento Rutherford em condição de canalização (RBS/C), análise de detecção por recuo elástico (ERDA), espectroscopia por emissão de íons secundários (SIMS) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Os resultados experimentais mostraram que implantações de He a temperatura ambiente (Ti=Tamb) levam à formação de defeitos numa região intermediária entre a superfície e a camada onde as bolhas se formam (Rp/2), sendo 5x1015He+cm-2 a fluência mínima para a observação do fenômeno. Sua origem foi atribuída à formação de pequenas cavidades nesta região. O mesmo não é observado em implantações a Ti=350°C devido ao efeito do recozimento dinâmico dos defeitos. Estes resultados mostraram a necessidade de um estudo mais profundo a respeito dos efeitos da temperatura de implantação (Ti) na formação de bolhas em Si. Este estudo foi feito a partir de implantações de He no intervalo de temperatura entre -196°C e 350°C, sendo a fluência e a energia de implantação de 2x1016He+cm-2 e 40keV respectivamente. O efeito da proximidade à superfície foi estudado com implantações a 15keV. As amostras foram analisadas pelas mesmas técnicas referidas anteriormente. Para o caso de implantações feitas a 40keV com TiTamb pequenas bolhas são formadas durante a implantação juntamente com defeitos estendidos do tipo {311}. A formação destes defeitos é atribuida ao mecanismo de formação das bolhas baseado na emissão de átomos auto-intersticiais de Si. Distintos regimes são observados após recozimento entre 400°C e 800°C por 600s. Para Ti≤250°C observa-se a dissolução do sistema de cavidades e defeitos devido à interação mutua entre os sistemas. Para Ti>250°C cavidades esféricas e anéis de discordância são observados após recozimentos a 800°C. Finalmente, se observou que a energia de implantação (15keV) não afeta a morfologia do sistema de bolhas e defeitos formados. Porém a perda de He é cinco vezes menor que no caso de amostras implantadas a 40 keV na mesma fluência. Um mecanismo baseado na difusão aumentada por danos de irradiação é sugerido neste trabalho.

Relaxação estrutural de camadas pseudomórficas de SiGe/Si(100) induzida pela implantação iônica de He ou Si e tratamento térmico

O Si tensionado (sSi) é um material com propriedades de transporte eletrônico bastante superiores as do Si, sendo considerado como uma alternativa importante para a produção de dispositivos MOSFET (transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor) de mais alta performance (e.g. freqüências de operação f>100 GHz). O sSi é obtido através do crescimento epitaxial de Si sobre um substrato de mesma estrutura cristalina, porém com parâmetro de rede diferente. Esta tese apresenta uma investigação detalhada de um novo método que possibilita a produção de camadas relaxadas de Si1xGex com espessuras inferiores a 300 nm, consideradas como a melhor alternativa tecnológica para a produção de sSi. Este método envolve a implantação de íons de He+ ou de Si+ em heteroestruturas pseudomórficas de Si1-xGex/Si(001) e tratamentos térmicos. Foram estudados os efeitos dos diversos parâmetros experimentais de implantação e tratamentos térmicos sobre o processo de relaxação estrutural, utilizando-se heteroestruturas pseudomórficas de Si1-xGex/Si(001) crescidas via deposição de vapor químico, com distintas concentrações de Ge (0,19x 0,29) e com espessuras entre 70 e 425 nm. Com base no presente estudo foi possível identificar diversos mecanismos atômicos que influenciam o processo de relaxação estrutural das camadas de Si1-xGex/Si(001). O processo de relaxação é discutido em termos de um mecanismo complexo que envolve formação, propagação e interação de discordâncias a partir de defeitos introduzidos pela implantação. No caso das implantações de He, por exemplo, descobrimos que podem ocorrer perdas de He durante as implantações e que este efeito influencia negativamente a relaxação de camadas finas. Além disso, também demonstramos que os melhores resultados são obtidos para energias e fluências de implantação que resultam na formação de bolhas planas localizadas no substrato de Si a uma distância da interface equivalente a uma vez a espessura da camada de SiGe. O grau de relaxação satura em 50% para camadas de SiGe com espessura 100 nm. Este resultado é discutido em termos da energia elástica acumulada na camada de SiGe e da retenção de He. No caso de implantações de Si, discutimos a formação de defeitos tipo {311} e sua transformação térmica em discordâncias. Este estudo resultou numa visão abrangente dos principais fatores limitantes do processo, bem como na otimização dos valores de parâmetros experimentais para a produção de camadas de SiGe com alto grau de relaxação e com baixa densidade de defeitos.

Scattering of positronium by H, He, Ne, and Ar

The low-energy scattering of the ortho-positronium (Ps) by H, He, Ne, and Ar atoms has been investigated in the coupled-channel framework by using a recently proposed time-reversal symmetric non-local electron-exchange model potential with a single parameter C. For H and He, we use a three-Ps-state coupled-channel model and, for Ar and Ne, we use a static-exchange model. The sensitivity of the results is studied with respect to the parameter C. Present low-energy cross-sections for He, Ne and Ar are in good agreement with experiment. (C) 2000 Elsevier B.V. B.V. All rights reserved.

Ps-He scattering using the three-state positronium close-coupling approximation

A three-state target elastic positronium close-coupling approximation (CCA) is employed to investigate Ps-He scattering in the energy range 0-200 eV with and without electron exchange. Low-lying phase shifts below the first excitation threshold and the total integrated cross sections using both the models are reported. Estimation of integrated excitation cross sections for Ps(1s --> 2s) and Ps(1s --> 2p) using CCA are presented for the first time. The present total cross sections are in good agreement with the measured data in the incident Ps energy range 20-30 eV.

Prediction of a weakly bound excited state in the He-4(2)-Li-7 molecule

A scale-independent approach, valid for weakly bound three-body systems, is used to analyze the existence of excited Thomas-Efimov states in molecular systems with three atoms: a helium dimer together with isotopes of lithium (Li-6 and Li-7) and sodium (Na-23). With the present study and the available data, we can clearly predict that the He-4(2)-Li-7 system supports an excited state with binding energy close to 2.31 mK. (C) 2000 American Institute of Physics. [S0021-9606(00)30442-1].

Nonmesonic weak decay spectra of He-4(Lambda)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Differential pulse polarographic determination of clotrimazole after derivatization with Procion Red HE-3B

Clotrimazole was shown to react at room temperature in Britton Robinson buffer pH 2 with the reactive dye Procion Red HE-3B. The product exhibited a differential pulse polarographic peak at -0.38 V, which was well separated from the peaks of the reactive dye at -0.08, -0.80 and -0.95 V, and this allowed the indirect determination of clotrimazole in the presence of excess of the reactive dye. The method has been applied satisfactorily to the determination of clotrimazole in pharmaceutical formulations, calibration graphs are rectilinear up to at least 40 mug ml(-1). The detection limit was calculated to be 2.6 mug ml(-1) (3 sigma). (C) 2002 Elsevier B.V. B.V. All rights reserved.

MODEL FOR ASYMPTOTIC D-STATE PARAMETERS OF LIGHT-NUCLEI - APPLICATION TO HE-4

A simple method for calculating the asymptotic D-state observables for light nuclei is suggested. The method exploits the dominant clusters of the light nuclei. The method is applied to calculate the He-4 asymptotic D to S normalization ratio rho(alpha) and the closely related D-state parameter D2alpha. The study predicts a correlation between D2alpha and B(alpha), and between rho(alpha) and B(alpha), where B(alpha) is the binding energy of He-4. The present study yields rho(alpha) congruent-to -0.14 and D2alpha congruent-to -0.12 fm2 consistent with the correct experimental eta(d) and the binding energies of the deuteron, triton, and the alpha particle, where eta(d) is the deuteron D-state to S-state normalization ratio.

Infrared spectroscopy investigation of various plasma-deposited polymer films irradiated with 170 keV He+ ions

This work illustrates the advantages of using p-polarized radiation at an incidence angle of 70 degrees in contrast to the conventional unpolarized beam at normal (or near-normal) incidence for the infrared spectroscopic study of polycarbosilane, polysilazane and polysiloxane thin films synthesized by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) and subsequently irradiated with 170 keV He+ ions at fluences from 1 x 10(14) to 1 x 10(16) cm(-2). Several bands not seen using the conventional mode could be observed in the polarized mode. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Effects of treatment of the fat body trophocytes of Melipona quadrifasciata anthidioides nurse workers and virgin queens in culture by juvenile hormone III and ecdysterone (20-HE)

The fat body (FB) consists of two types of cells: throphocytes and oenocytes. Throphocytes are related to intermediary metabolism storing lipids, carbohydrates, and proteins while oenocytes play role in the lipids and lipoproteins production. The vitellogenin is the precursor of egg yolk (vitelline) and is synthesized on FB. The aim of this work was to analyze the effects of hormones acting in bee reproduction, as juvenile hormone (JH) and ecdisteroids (20 HE) on FB cells, where vitellogenin is synthesized. For the study were chose nurse workers that in Melipona quadrifasciata anthidioides present activated ovaries and produce eggs, and virgin queens whose ovaries are not yet activated, presenting only previtellogenic follicles. FB trophocytes from these classes of bees were cultivated in media containing different amounts of JH and 20-HE. The effects on trophocytes cytoplasm reserves of lipids, proteins, and activity of acid phosphatase were compared by observing preparations from cultured FB, treated and control, by transmission electron microscopy (TEM). The results showed that the hormones effects are related to the bee's caste and functional ovary stage. The role of acid phosphatase on mobilization of the trophocyte reserves was also determined. © 2012 Wiley Periodicals, Inc.

Evolution of the South Atlantic passive continental margin in southern Brazil derived from zircon and apatite (U-Th-Sm)/He and fission-track data

The area between São Paulo and Porto Alegre in southeastern Brazil plays a key area to understand and quantify the evolution of the South Atlantic passive continental margin (SAPCM) in Brazil. In this contribution, we present new thermochronological data attained by fission-track and (U-Th-Sm)/He analysis on apatites and zircons from metamorphic, sedimentary and intrusive rocks. The zircon fission-track ages range between 108.4 (15.0) and 539.9 (68.4). Ma, the zircon (U-Th-Sm)/He ages between 72.9 (5.8) and 525.1(2.4). Ma, whereas the apatite fission-track ages range between 40.0 (5.3) and 134.7 (8.0). Ma, and the apatite (U-Th-Sm)/He ages between 32.1 (1.5) and 93.0 (2.5). Ma. The spatial distribution of these ages shows three distinct blocks with a different evolution cut by old fracture zones. While the central block exhibits an old stable block, the Northern and especially the Southern block underwent complex post-rift exhumation. The sample of the Northern block shows two distinct cooling phases in the Upper Cretaceous and the Paleogene to Neogene. After sedimentation of the Permian sandstones the samples of the Central block were never heated up over 100. °C with a following moderate to fast cooling phase in Cretaceous to Eocene time and a fast cooling between Oligocene to Miocene. The five thermal models obtained in the Southern block indicate a complex evolution with three cooling phases. The exhumation events of the three blocks correspond with the Paraná-Etendekka event, the alkaline intrusions due to the Trinidad hotspot, and the evolution of the continental rift basins in SE Brazil and are, therefore, most likely to be the major force for the post-rift evolution of the passive continental margin in SE Brazil, which therefore corresponds to the three main phases of the Andean orogeny. © 2013 Elsevier B.V.

H- 'H POT. +' e HE- 'H POT. +' confinados via método Hartree-Fock

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Obtenção das distribuições de carga/massa e momentos no 'INTPOT. 4 HE' com o método de coordenadas geradoras

Pós-graduação em Física - IFT

Continental degassing of He-4 by surficial discharge of deep groundwater

Radiogenic He-4 is produced by the decay of uranium and thorium in the Earths mantle and crust. From here, it is degassed to the atmosphere(1-5) and eventually escapes to space(1,5,6). Assuming that all of the He-4 produced is degassed, about 70% of the total He-4 degassed from Earth comes from the continental crust(2,-5,7). However, the outgoing flux of crustal He-4 has not been directly measured at the Earths surface(2) and the migration pathways are poorly understood(2-4,7,8). Here we present measurements of helium isotopes and the long-lived cosmogenic radio-isotope Kr-81 in the deep, continental-scale Guarani aquifer in Brazil and show that crustal He-4 reaches the atmosphere primarily by the surficial discharge of deep groundwater. We estimate that He-4 in Guarani groundwater discharge accounts for about 20% of the assumed global flux from continental crust, and that other large aquifers may account for about 33%. Old groundwater ages suggest that He-4 in the Guarani aquifer accumulates over half- to one-million-year timescales. We conclude that He-4 degassing from the continents is regulated by groundwater discharge, rather than episodic tectonic events, and suggest that the assumed steady state between crustal production and degassing of He-4, and its resulting atmospheric residence time, should be re-examined.