Nanofios magnéticos e Semicondutores, Alinhamento, caracterizações elétricas e magnéticas e aplicações

de como produzir e caracterizar as próprias nano-estruturas como peças chaves no desenvolvimento desta área do conhecimento. Esta tese abordou estudos e dispositivos baseados em nanofios semicondutores (Si, InAs, ZnO) e ferromagnéticos (Co). Foram estudadas técnicas de crescimento dos respectivos nanofios e o seu correto endereçamento, seja para facilitação de medidas e caracterizações, seja para possíveis aplicações em uso industrial de larga escala. As técnicas de crescimento utilizadas foram a de eletrodeposição e CVD. Foram eletrodepositados nanofios de Co com diferentes pHs e conectados por litografia eletrônica. O resultado das medidas permitiu associar o pH da solução com a caracterização da estrutura cristalina. O alinhamento dos nanofios foi feito tanto através da dieletroforese acoplada à montagem capilar, quanto através de nanofios isolados contactados por meio de litografia eletrônica. O contato realizado em nanofios semicondutores foi facilitado pela técnica de silicidação. Para isto foram utilizados dois materiais distintos compatíveis com a tecnologia CMOS, a saber, Pt e Ni. Foi feito um amplo estudo da interface material semicondutor/silicidação, verificando-se uma barreira Schottky para nanofios de Si menor que a presente no caso dos materiais na forma bulk. No caso de nanofios de InAs um valor de barreira imperceptível foi encontrado e foi constatado que o fio de ZnO era do tipo p. Os dispositivos fabricados consistiram em transistores em ambas configurações: top-gate e back-gate, válvulas de spin laterais (locais e não-locais) e válvulas confeccionadas a partir de nanofios multicamadas (locais). Foram também fabricados e testados sensores de gás, humidade e luminosidade, todos a base de nanofios semicondutores. Dentro do contexto de válvulas de spin foi estudada a caracterização da interface semicondutor/ferromagnético de forma a associar o valor da altura da barreira Schottky à espessura de SiO2, o qual age como barreira túnel. Através das medidas de transistor de efeito de campo (FETs) a base de nanofios semicondures foi possível verificar o tipo de portadores de carga para cada material, extrair sua mobilidade, voltagem de threshold, entre outros. Os sensores fabricados foram feitos de nanofios de Si, InAs e ZnO, com o intuito de serem usados como sensores de luminosidade, humidade e gases. Foi verificada a sensibilidade do nanofio de ZnO para intensidade luminosa, nanofios de Si e InAs tanto à humidade quanto à detecção de gases poluentes, a exemplo, NO2. Esta tese desenvolveu-se em regime de co-tutela entre o Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas e a Université Paul Sabatier Toulouse III. Dentre os artigos que estão sendo preparados um foi publicado na revista Advanced Materials [1]. Tópicos do presente trabalho foram também apresentados em congressos internacionais (MRS San-Fransciso 2014, EMRS Strasburgo 2013, IMC17 Rio de Janeiro 2010).