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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.88.2001.tde-06062007-191316
Document
Author
Full name
Marcelo de Assumpção Pereira da Silva
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2001
Supervisor
Committee
Faria, Roberto Mendonça (President)
Herrmann Junior, Paulo Sérgio de Paula
Leite, Edson Roberto
Rodrigues Filho, Ubirajara Pereira
Torresi, Roberto Manuel
Title in Portuguese
Análise de superfícies de filmes finos de polianilina depositados em diferentes substratos por microscopia de força atômica
Keywords in Portuguese
Comprimento de correlação
Dimensão fractal
Filmes finos
Microscopia de força atômica
Polianilina
Rugosidade
Abstract in Portuguese
Este trabalho apresenta um estudo sobre a morfologia de filmes finos de polianilina, fabricados por diferentes processos e depositados sobre diferentes substratos pela técnica de microscopia de força atômica (AFM). Os processos usados para a fabricação dos filmes foram o de espalhamento fluido, o de centrifugação, o de auto montagem e o eletroquímico. Os substratos usados foram: vidro, ouro/cromo/vidro, quartzo, ITO, silício e mica. Além da análise visual da qualidade dos filmes, ou seja, do grau de recobrimento do substrato e da uniformidade dos filmes, foram feitas análises de parâmetros quantitativos através de medidas de rugosidade. Usando modelos de crescimento como o de deposição balística e de análise de rugosidade, como o da densidade do espectro de potência, (transformada de Fourier da rugosidade da imagem em função da freqüência espectral) em superfícies auto-afins, foram obtidos parâmetros como: expoente de rugosidade, comprimento característico de correlação e dimensão fractal. Apesar dos filmes de polianilina serem sistemas extremamente complexos, - compostos de macromoléculas formando uma estrutura semicristalina - os parâmetros obtidos por esses modelos, que foram elaborados para sistemas bem mais simples, deram resultados muito bons e auto-coerentes. Como conclusão, mostramos que a conjuminação da técnica de microscopia de força atômica com esses modelos compõem um método poderoso para o estudo de filmes finos orgânicos.
Title in English
Atomic force microscopy surface analysis of thin polyaniline films deposited on different substrata
Keywords in English
Atomic force microscopy
Correlation length
Fractal dimension
Polyaniline
Roughness
Thin films
Abstract in English
This work presents a detailed study about the characteristic of thin films of polyaniline, fabricated by different methods and deposited over different substrates using Atomic Force Microscopy technique (AFM). The processes used for film depositions were casting, spin-coating, self-assembly, and the electrochemistry methods. The substrata used were: glass plates, gold/chromium/glass, quartz, ITO, silicon, and mica. Besides the visual analysis, that observes the film uniformity and verifies the coating degree of the substratum, the application of some mathematical models was employed to obtain quantitative parameters about the roughness of the film surfaces. From the ballistic deposition model, developed to explain growing processes, and the power spectrum density that takes the Fourier transform of the roughness in function of the spectral frequency, both developed for self-affine surfaces, it was obtained parameters as: the roughness exponent, the correlation characteristic length, and the fractal dimension. Despite the highly complex structure of the polyaniline - composed by macromolecules forming a semicrystalline structure- the obtained parameters by such models developed for very simple systems, provided reasonable and self-coherent results. As a final result of this work we showed that the synergy between the AFM technique and the above mentioned models compose a powerful method for the study of thin organic films.
 
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MarceloSilva.pdf (7.24 Mbytes)
Publishing Date
2007-06-11
 
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