Combinando duas t\u00e9cnicas diferentes, pesquisadores do Laborat\u00f3rio Nacional de Luz S\u00edncrotron (LNLS), em Campinas (SP), desenvolveram uma metodologia in\u00e9dita capaz de mapear em tr\u00eas dimens\u00f5es a composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica de nanoestruturas. <\/p>\n
O novo m\u00e9todo, desenvolvido ap\u00f3s tr\u00eas anos de estudos por integrantes do Laborat\u00f3rio de Microscopia Eletr\u00f4nica (LME) do LNLS, foi descrito em um artigo publicado no Journal of Physical Chemistry C. <\/p>\n
De acordo com Antonio Ramirez, coordenador do LME, a metodologia determina a composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica tridimensional de nanoestruturas a partir de imagens obtidas por meio de microscopia eletr\u00f4nica de transmiss\u00e3o de alta resolu\u00e7\u00e3o (HRTEM). <\/p>\n
\u201cEssas imagens foram obtidas com uma t\u00e9cnica conhecida como reconstru\u00e7\u00e3o por s\u00e9rie focal (FSR) \u2013 procedimento usado para obter imagens livres das aberra\u00e7\u00f5es do sistema \u00f3ptico do microsc\u00f3pio. Essas imagens, com alta qualidade e resolu\u00e7\u00e3o de pic\u00f4metros, foram aliadas \u00e0 t\u00e9cnica de an\u00e1lise de fase geom\u00e9trica (GPA), que permite um mapeamento bidimensional de distor\u00e7\u00f5es estruturais\u201d, disse Ramirez \u00e0 Ag\u00eancia FAPESP. <\/p>\n
Segundo ele, a abordagem adotada pelo grupo consistiu em usar os resultados obtidos com a combina\u00e7\u00e3o das duas t\u00e9cnicas para calcular a composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica das nanoestruturas a partir das medidas de suas deforma\u00e7\u00f5es estruturais. <\/p>\n
\u201cEssas distor\u00e7\u00f5es, em diferentes dire\u00e7\u00f5es cristalogr\u00e1ficas, forneceram informa\u00e7\u00f5es tridimensionais sobre o arranjo qu\u00edmico das nanoestruturas, com resolu\u00e7\u00e3o espacial em escala nanom\u00e9trica. Ao combinar as t\u00e9cnicas, conseguimos reconstituir a composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica nanoestrutural dessas estruturas\u201d, disse. <\/p>\n
O primeiro autor do artigo, Luciano Montoro, realiza p\u00f3s-doutorado no LME, com bolsa da FAPESP. Anteriormente, Montoro tamb\u00e9m teve apoio da Funda\u00e7\u00e3o para realizar trabalhos de Inicia\u00e7\u00e3o Cient\u00edfica, Mestrado e Doutorado. Ramirez tem atualmente em andamento uma pesquisa apoiada pelo Programa Jovens Pesquisadores em Centros Emergentes da FAPESP. <\/p>\n
\u201cToda a infraestrutura de microscopia eletr\u00f4nica que utilizamos no estudo tamb\u00e9m foi financiada pela FAPESP. O LME \u00e9 um laborat\u00f3rio multiusu\u00e1rios que recebe cerca de 150 pesquisadores por ano e, em seus 11 anos de exist\u00eancia, tornou-se refer\u00eancia em microscopia eletr\u00f4nica, especialmente na \u00e1rea de qu\u00edmica. Toda essa filosofia de trabalho foi montada ao redor de grandes projetos apoiados pela FAPESP\u201d, explicou Ramirez. <\/p>\n
Para realizar a pesquisa, o grupo utilizou ilhas epitaxiais de germ\u00e2nio-sil\u00edcio. \u201cTrata-se de um sistema cl\u00e1ssico de semicondutores. Foi um dos autores do estudo, Gilberto Medeiros-Ribeiro, que desenvolveu esse sistema\u201d, disse Ramirez. <\/p>\n
No sistema, o germ\u00e2nio \u00e9 depositado sobre uma superf\u00edcie de nanocristais de sil\u00edcio \u2013 que se caracteriza por ser bastante plana \u2013 previamente aquecida a uma temperatura de cerca de 500\u00ba C. Conforme as camadas v\u00e3o sendo depositadas, o germ\u00e2nio forma estruturas piramidais \u2013 ou \u201cilhas\u201d \u2013 sobre o sil\u00edcio. <\/p>\n
\u201cO germ\u00e2nio e o sil\u00edcio t\u00eam a mesma estrutura cristalina, isto \u00e9, seus \u00e1tomos se organizam em ordem semelhante. Mas seus tamanhos s\u00e3o ligeiramente diferentes e, por isso, o ac\u00famulo de diversas camadas do germ\u00e2nio provoca distor\u00e7\u00f5es t\u00e3o pronunciadas que formam as ilhas. Parte do sil\u00edcio, no entanto, \u00e9 puxada para dentro dessas estruturas\u201d, contou. <\/p>\n
Novas t\u00e9cnicas<\/strong> <\/p>\n Ramirez explica que as caracter\u00edsticas desse sistema de estruturas cristalinas j\u00e1 haviam sido medidas em outros trabalhos com o uso de difra\u00e7\u00e3o de raios X. Mas trata-se de uma medi\u00e7\u00e3o muito gen\u00e9rica, que pressup\u00f5e determinadas distribui\u00e7\u00f5es. <\/p>\n \u201cNo nosso caso, \u00e9 como se tiv\u00e9ssemos produzido fotos da composi\u00e7\u00e3o dessas estruturas a partir de v\u00e1rios \u00e2ngulos. Com isso, temos informa\u00e7\u00f5es obtidas a partir de v\u00e1rias dire\u00e7\u00f5es e, com um tratamento matem\u00e1tico, come\u00e7amos a fazer um mapeamento tridimensional da qu\u00edmica da nanoestrutura\u201d, disse. <\/p>\n Segundo o pesquisador, um aspecto importante do trabalho \u00e9 que, em vez de apenas utilizar os dados obtidos por microscopia eletr\u00f4nica de transmiss\u00e3o, o estudo agregou conhecimento ao contribuir com o desenvolvimento de novas t\u00e9cnicas. <\/p>\n \u201cEstando em um laborat\u00f3rio nacional, que oferece essas t\u00e9cnicas avan\u00e7adas, \u00e9 parte da nossa obriga\u00e7\u00e3o n\u00e3o apenas utiliz\u00e1-las, mas ajudar a desenvolv\u00ea-las. Essa metodologia poder\u00e1 abrir novas portas para o estudo e a caracteriza\u00e7\u00e3o de materiais tecnologicamente importantes em \u00e1reas como a eletr\u00f4nica\u201d, disse. <\/p>\n Al\u00e9m de Ramirez, Montoro e Medeiros-Ribeiro, assinam o artigo Fellipe Peternella, Daniel Biggemann e Marina Leite, pelo LNLS, e Joost Batenburg, pela Universidade da Antu\u00e9rpia. <\/p>\n