Tecnologia de Superfícies e Interfaces

Objectivos

Esta disciplina do último ano do curso destina-se a mostrar aos alunos como os conhecimentos de Física adquiridos são aplicados na engenharia moderna.

Caracterização geral

Código

11536

Créditos

3.0

Professor responsável

Maria de Fátima Guerreiro da Silva Campos Raposo, Susana Isabel Santos Silva Sério Venceslau

Horas

Semanais - 3

Totais - 42

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Física de Estado Sólido.

Bibliografia

-“Physical vapor deposition of thin films ” – John E. Mahan

-“Introduction to plasma physics” – Gurnett and Bhattacharjee

-“Physics of thin films ” – Maurice H. Francombe and John L. Vossen

-“Physical chemistry of surfaces” – Arthur W. Adamson, Alice P. Cast.

-“Physics at surfaces”- Andrew Zangwill.

-“An Introduction to ultrathin organic Films from Langmuir to Self-assembly”-Abraham Ulman.

-“Multilayer Thin Films- Sequential assembly of nanocomposite Materials”- Gero decher, Joseph B. Schlenoff, Jean-Marie Lehn.

Método de ensino

Aulas teórico-Praticas:

Presenciais, com a duração de 1 hora, apoiadas por apresentações em vídeo-projetor, simulações e demonstrações. Os conteúdos pedagógicos das aulas, organizados em Unidades de Aprendizagem (UA), estão agrupados em documentos, disponibilizados na plataforma Moodle. Cada uma das UA tem associada uma lição online que contém questões de autoavaliação dos conhecimentos. Algumas aulas serão reservadas à apresentação de temas de conteúdos programáticos por parte dos alunos.

 

Aulas Práticas

Presenciais e em grupo, com a duração de 2 horas.

Método de avaliação

1.Realização de 5 trabalhos experimentais de laboratório em grupo sobre técnicas de produção e caracterização de filmes finos. Realização de um relatório e de uma apresentação acerca da produção de um determinado filme fino, a definir, e respectiva caracterização. A esta componente será atribuída uma classificação,NP. Esta nota terá de ser maior ou igual a dez valores para o aluno poder ser admitido a exame ou para aprovação da disciplina.

2. Realização de dois testes. A esta componente, média dos 2 testes, será atribuída, uma classificação, NT. A média dos testes terá de ser maior ou igual a dez valores para aprovação da disciplina.

3. Realização de uma apresentação acerca de um tópico a definir. A esta componente será atribuída uma classificação, NA.

4. A nota final NF em avaliação contínua será dada tendo em conta a seguinte relação:

NF=0,5NT + 0,3NP +0,2NA

Para aprovação na disciplina esta nota terá de ser maior ou igual a dez valores.

5.Se o aluno for a exame a nota final será obtida pela expressão definida no ponto anterior substituindo a nota média dos testes pela nota de exame. Para aprovação na disciplina esta nota terá de ser maior ou igual a dez valores.

6.Todas as classificações serão dadas entre 0 e 20 valores as classificações das componentes são arredondadas até às décimas e a classificação final às unidades.

Conteúdo

1. Introdução à Física de Superfícies

1.1.    Definições e propriedades físicas das superfícies

1.2.    Termodinâmica de superfícies (2D)

1.3.    Tensão superficial, capilaridade e ângulo de contacto

1.4.    Propriedades ópticas, mecânicas e eléctricas

1.5.    Processamento de superfícies e alterações das suas propriedades

 

2. Filmes finos e revestimentos

2.1.    Tecnologia de vácuo e evaporação em vácuo

2.2.    Deposição de filmes finos por métodos químicos e físicos

2.3.    Introdução à Física do Plasmas e descargas magnetrão

2.4.    Utilização da pulverização catódica na obtenção de filmes finos

2.5.    Preparação das superfícies (substratos)

2.6.    Aplicação dos plasmas na alteração da propriedades das superfícies (tratamentos superficiais)

2.7.    Obtenção de padrões em filmes finos

 

3. Natureza dos filmes finos e revestimentos              

3.1.    Condensação, nucleação e crescimento de filmes finos

3.2.    Estruturas nos filmes finos

3.3.    Espessura, composição, propriedades ópticas, mecânicas e eléctricas dos filmes finos

 

4. Aplicações tecnológicas dos filmes finos e revestimentos

4.1.    Resistências, condensadores e componentes electrónicos activos

4.2.    Dispositivos magnéticos e filmes finos supercondutivos

4.3.    Filmes finos em dispositivos integrados (Microelectrónica)

4.4.    Filmes finos decorativos

4.5.    Filmes duros e aplicações mecânicas

4.6.    Filmes biocompatíveis

4.7.    Propriedades Físicas do Grafeno e aplicações

4.8.    Superfícies hidrofóbica e hidrófilas

4.9.    Manipulação atómica e formação de nanoestruturas

 

5. Métodos de Filmes Finos Orgânicos

5.1.    Monocamadas Moleculares

5.1.1. Langmuir

5.1.2. Adsorção química

5.1.3. Adsorção Física

5.2.    Heterostructuras Moleculares

5.2.1. Langmuir Blodgett

5.2.2. Camada-por-camada;

5.2.3. “Spray”

5.2.4. Encapsulamento molecular

5.2.5. Jacto de Tinta

5.2.6. Litografia dedicada

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: