| B. Engenharias - 1. Engenharia - 8. Engenharia Elétrica |
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| Instalação de um sistema de spin coating no LDCI |
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Bruno Jorge de Oliveira e Sousa 1
Artemis Marti Ceschin 1
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1. Departamento de Engenharia Elétrica - FT - UnB
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| INTRODUÇÃO: |
| A área de eletrônica orgânica vem sendo alvo de muitas pesquisas recentemente. A abundância dos materiais orgânicos, como os polímeros, seu baixo custo de manipulação e seu baixo custo total de fabricação tornam dispositivos confeccionados com essa tecnologia muito atraentes para o mercado. Com isso, percebeu-se a necessidade de um equipamento que aperfeiçoasse a produção desses dispositivos por meio de um processo chamado de spin coating, que consiste em depositar uma quantidade de substância líquida sobre um substrato e pô-lo para girar a alta velocidade de rotação. Para isso, com recursos do Edital UniversalCNPq 2006, um equipamento Spin Coater da marca Laurell foi adquitido para o LDCI ( (Laboratório de Dispositivos e Circuitos Integrados).
Uma vez que esta pesquisa é a continuação do trabalho realizado por diversos alunos do PIC do Departamento de Engenharia Elétrica, de alunos de pós-graduação e de professores do laboratório, foi também utilizado o processo de spin coating para a confecção de dispositivos orgânicos, e meio da obtenção das curvas IxV desses dispositivos, como no caso foi o transistor mono-elétron orgânico, obter uma curva de calibração para o equipamento spin coater.
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| METODOLOGIA: |
| Primeiramente, o manual incluído no equipamento Spin Coater foi lido e um resumo sobre a sua instalação foi feita. Um motor compressor para mover o sistema de purga foi adicionado para completar a fase pré-instalação do equipamento. Logo após, uma adaptação das instalações elétricas do laboratório foi realizada para que os interruptores do compressor do sistema de purga, o motor e o display do Spin Coater fossem estrategicamente acoplados. Juntamente ao equipamento principal, foi necessário uma válvula para controlar o ar purificado dentro do sistema de purga.
Com o sistema de spin coating todo instalado, chega-se a fase de calibração do equipamento. Foi necessário desenvolver todo um procedimento para que fossem obtidas amostras uniformes. Em substratos de poliéster, que são flexíveis, e de vidro, que são rígidos, foram testados vários formatos de substrato (retangular, quadrado e circular em diversos comprimentos), com vários tipos de substâncias a serem depositadas (PEDOT, PMMA, poliestireno, óleo de buriti, todos diluídos em solventes como acetona e clorofórmio) e sob várias condições de rotação (tempo e velocidade de rotação em cada amostra). Para cada situação, foi observado um mesmo procedimento de spin coating, podendo, assim, padronizar o uso do equipamento para a confecção dos dispositivos eletrônicos orgânicos a serem desenvolvidos no laboratório.
E, por fim, após adquiridos os melhores procedimentos, foram confeccionados transistores mono-elétron orgânicos e obtidas as suas curvas IxV de diversas maneiras. Essa caracterização elétrica dos transistores foi realizada por meio de um sistema de medidas programável Keitley 2400. A aquisição dos dados obtidos é recolhida por softwares desenvolvidos em Labview. As curvas resultantes da caracterização dos transistores são utilizadas como base para a calibração do equipamento spin coater para desenvolver um algoritmo mais preciso de confecção dos diversos dispositivos eletrônicos a serem desenvolvidos futuramente no laboratório.
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| RESULTADOS: |
| A instalação do Spin Coater foi um sucesso. O seu uso, depois do desenvolvimento de como se proceder na operação e quais resultados podem ser obtidos por meio dos diversos parâmetros atribuídos ao processo de spin coating (tamanho e material do substrato, substância a passar pelo processo, temperatura ambiente, tempo e velocidade de rotação), é padronizado. Isso pode ser comprovado pelas curvas de calibração obtidas. Um resumo dos procedimentos de operação do equipamento foi afixado a ele para melhor orientar o usuário do laboratório e medidas de higiene e proteção são adotados sistematicamente para manter a sanidade do usuário e do equipamento e para alcançar as melhores amostras possíveis.
É importante ressaltar que vários transistores mono-elétron foram confeccionados e diversas medidas elétricas foram feitas para uma mesma amostra sob condições diferentes com o intuito de verificar o seu funcionamento pleno. Isso resultou a curvas bastante características e condizentes com o esperado desse tipo de transistor, verificando assim a validade do processo de spin coating e o funcionamento desse tipo de transistor que é inédito.
Uma pasta com os diversos resultados após o processo de spin coating foi feita para guardar como fonte de consulta para os futuros usuários do laboratório.
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| CONCLUSÃO: |
| Deve-se ressaltar o fato de que o processo todo contribuiu fortemente para a formação do aluno a partir de requisitos, como a iniciativa, a capacidade de lidar com dificuldades e imprevistos, e a transposição das mesmas por meio de idéias criativas.
E, para concluir, o equipamento Spin Coater funciona adequadamente às necessidades dos usuários do laboratório, e está em pleno uso, sendo nele confeccionados diversos dispositivos eletrônicos orgânicos, como células fotoelétrica, diodos piezoelétrico, transistores mono-elétron e diodos. Sua instalação aconteceu no início de janeiro de 2008 e foi bastante rápida e simples. Pequenos ajustes inesperados ocorreram ao longo do seu uso, mas que são sanados imediatamente de forma improvisada e sem danos ao equipamento.
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| Palavras-chave: spin coater, caracterização elétrica, transitor orgânico. |