Ion Implantation Laboratory - IF UFRGS

De Instituto de Física - UFRGS

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Ion Implantation Laboratory.

Índice

1 Announcements
- 1.1 SCHEDULE (subject to change)
- 1.2 Reservation - Seminar Room
2 Pictures
3 History
4 Research Lines
5 Organograma
6 Pessoal
7 Infra-estrutura
8 Técnicas
9 Laboratórios Associados
10 Links
11 Contato
12 Ajuda

Announcements

TERMS OF AGREEMENT - EXTERNAL USERS [1]

PUBLICATION RULLES : AFFILIATION and ACKNOWLEDGEMENT [2]

LABORATORY REGULATIONS AND PROCEDURES [3]

The Ion Implantation Laboratory is a multi-user plataform IE-MULTI complying with the PREMIUM - PROPESQ program.

Infrastructure: Ion accelerators, annealing furnaces, mechanical workshop, sample preparation laboratories, seminar room.

Premium Program scholarship working hours

IAEA ACCELERATORS PORTAL - Accelerator Knowledge Portal [4]

See also the National Institute of Surface Engineering blog [ http://bit.ly/MAdmsG]

BIENNIAL REPORT 2015/16 [5]

BIENNIAL REPORT 2013/14 [6]

ANNUAL REPORT 2012' [7]

ANNUAL REPORT 2011 [8]

ANNUAL REPORT 2010 [9]

Pictures from the Ion Implantation Laboratory http://implantador.multiply.com

SCHEDULE (subject to change)

->To access, click on the respective links:

ION IMPLANTER 500 kV

CRONOGRAMA

TANDETRON 3 MV

CRONOGRAMA

Reservation - Seminar Room

The seminar room of the Ion Implantation Laboratory is for seminars, lectures and meetings. The permanent schedule for the seminar room is shown in the table below.

PERMANENT SCHEDULE (Year/Semester: 2018/02)

Time	Monday	Tuesday	Wednesday	Thursday	Friday
8:30 - 9:00	-	-	lecture - Henri Boudinov	-	-
9:00 - 9:30	-	-	lecture - Henri Boudinov	-	-
9:30 - 10:00	-	-	lecture - Henri Boudinov	-	-
10:00 - 10:30	-	-	lecture - Henri Boudinov	-	-
10:30 - 11:00	-	-	-	-	-
11:00 - 11:30	-	-	-	-	-
11:30 - 12:00	-	-	-	-	-
12:00 - 12:30	-	Group meeting - Raquel	-	-	-
12:30 - 13:00	-	Group meeting - Raquel	-	-	Group meeting - Cláudio Radtke
13:00 - 13:30	-	Group meeting - Johnny	-	-	Group meeting - Cláudio Radtke
13:30 - 14:00	-	Group meeting - Johnny	-	Lecture PG - Daniel	Group meeting - Cláudio Radtke
14:00 - 14:30	-	Group meeting - Johnny	-	Lecture PG - Daniel	Group meeting - Cláudio Radtke
14:30 - 15:00	-	Group meeting - Johnny	-	Lecture PG - Daniel	Group meeting - Cláudio Radtke
15:00 - 15:30	-	Group meeting - MEIS	-	Meeting LII / Seminars	-
15:30 - 16:00	-	Group meeting - MEIS	-	Meeting LII / Seminars	-
16:00 - 16:30	Lecture - Fernanda	Group Meeting - Paulo	-	Meeting LII / Seminars	-
16:30 - 17:00	Lecture - Fernanda	Group meeting - Paulo	-	-	-
17:00 - 17:30	Lecture - Fernanda	Group meeting - Paulo	Group meeting - Henri Boudinov	-	-
17:30 - 18:30	-	-	Group meeting - Henri Boudinov	-	-
18:30 -	-	-	-	-	-

The seminar room can be booked for occasional events whenever free. The occasional reservations already booked are the following:

OCCASIONAL RESERVATION (Year/Semester: 2019/01)

Day	Time	Contact Person	Comments
14/02/2019 (Thursday)	09:00 - 12:00	Charles Bolzan	Practice

To book the seminar room, talk to Prof. Leandro (leandro.langie@ufrgs.br ramal 6550).

Pictures

mais fotos em http://implantador.multiply.com

http://implantador.multiply.com

History

The Ion Implantation Laboratory of the Physics Institute - UFRGS was founded in 1980 by Prof. Fernando C. Zawislak and colleagues who until then worked in the areas of perturbed angular correlation and nuclear physics. The activities of the Ion Implantation Laboratory began with the acquisition of the 400 kV accelerator in 1981 (and 1996 extended to 500 kV), with FINEP resources. In 1989 we received a 250 kV ion implanter as a donation from IBM (USA), which is dedicated to applications in microelectronics. Before the end of the 1990s, the Ion Implantation Laboratory was already one of UFRGS 'successful research facilities, not only for qualified scientific production, but also for the training of phd and master students, and for the intense international exchange.

Implantador

Acelerador Tandetron

As a result of this success, the Ion Implantation group received new financial support from FINEP, which allowed the acquisition, in January 1995, of a 3MV TANDEM accelerator, installed in a new building, and in operation since December 1996.

With these three accelerators, the Laboratory is able to produce ion beams of virtually all stable isotopes of the periodic table, allowing an action that covers, in addition to research in physics, many areas of materials science. On the other hand, the two machines of higher energy, and especially the Tandem accelerator of 3 MV, are efficient instruments in the analysis of materials, surfaces, interfaces and thin films, using Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS), Channeling, Nuclear Reaction Analysis (NRA), Elastic Recoil Detection Analysis (ERDA), Particle Induced X-Ray Emission (PIXE) and Scattering, all available at the Ion Implantation Laboratory of the Physics Institute of the Federal University of Rio Grande do Sul.

Research Lines

1. Ion-matter interactions:

- plasmon excitation studies using molecular beams;

- Coulomb explosion studies of molecules and absolute perfilometry;

- determination of stopping powers of several ions in semi-light targets;

- energy straggling study of different kinds of ions impingin in HfO₂, ZrO₂ and Al₂O₃.

2. Physics of semiconductor devices:

- technological processes;

- processing related defects in semiconductors;

- synthesis of new electronic materials;

- electrical measurements in micro and nanostructures.

3. Fotoluminescence of Si and Ge nanocrystals formed by ion implantation in SiO₂ and Si₃N₄ matrices and high temperature annealing.

4. Study of formation processes and structure of Sn, Pb and Ge nanocrystals formed by ion implantation in SiO₂/Si and SiO₂/SiN/Si.

Filmes de SiO₂ crescidos sobre Si e sobre SiN/Si, são implantados com íons de Sn, Ge e Pb e submetidos à tratamento térmico para formar nanoestruturas no interior do SiO₂ e nas interfaces. A caracterização microestrutural é feita com as técnicas de RBS, TEM e HRTEM. Usando tratamentos térmicos a diferentes T e diferentes atmosferas, é possível “fabricar” nanoilhas de diversos tamanhos e localizações. Resultados interessantes recentemente obtidos mostram que é possível obter nanocristais de Si unicamente nas interfaces SiO₂/Si e SiO₂/SiN. Estes resultados tem potencial aplicação na moderna tecnologia de informação (filtros óticos, memórias “flash”, etc).

5. Investigação de filmes dielétricos nanoscópicos para utilização como dielétrico de porta em dispositivos semicondutores avançados.

-Processamento térmico. Estudo de transporte atômico. Passivação com hidrogênio e deutério. Estruturas MOS. Métodos de perfilometria com resolução sub-nanométrica por espalhamento de íons de energias intermediárias e por reações nucleares estreitas em baixas energias. Quantificação e perfilometria do hidrogênio por reação nuclear e dissolução química passo a passo.

- Filmes dielétricos crescidos termicamente sobre carbeto de silício. Investigar os mecanismos de crescimento através da mobilidade das espécies O, N, H, C e Si em filmes dielétricos durante o tratamento térmico de c-SiC em atmosferas oxidantes, nitretantes e/ou passivantes utilizando traçagem isotópica e análise com resolução subnanométrica por feixes de íons (NRA, NRP, RBS, LEIS, SIMS). Caracterizar a interface formada pelo filme dielétrico e o substrato de SiC por XPS e AFM. Modelar esses processos.

- Filmes dielétricos alternativos depositados sobre carbeto de silício. Investigar a estabilidade térmica através da mobilidade das espécies: metal, O, H, C e Si em filmes dielétricos alternativos ao SiO₂ depositados sobre lâminas de carbeto de silício monocristalino durante o tratamento térmico em atmosferas oxidantes (O₂), inertes (Ar, vácuo) e/ou passivantes (NO, H₂) utilizando traçagem isotópica e análise com alta resolução por feixes de íons (principalmente reações nucleares). Caracterizar a interface formada por XPS, SIMS e AFM.

6. Caracterização Físico-Química de Nanoestruturas de Materiais Semicondutores. O principal objetivo desse projeto é uma descrição físico-química detalhada de nanocristais semicondutores. Em tal descrição, serão abordados aspectos relacionados à alteração de sua superfície por tratamentos de passivação e funcionalização, além de sua exposição a ambientes oxidantes.

7. Determinação da composição elementar de alimentos e estudo de mecanismos de transporte iônico em proteínas e células utilizando a técnica de PIXE (Particle-Induced X-ray Emission).

8. Efeitos da irradiação iônica nas propriedades estruturais de filmes de carbono amorfo hidrogenado

Íons de diferentes átomos e energias são usados para estudar os efeitos da irradiação em filmes de a-C:H bem como em filmes com N e F incorporados durante os processos de deposição. Os estudos são realizados com as técnicas de RBS, reação nuclear, Raman, AFM, nanoindentação e FTIR. Os resultados obtidos mostram que a irradiação modifica a estrutura, a dureza e o módulo de Young dos filmes. Talvez, o resultado mais importante obtido recentemente é o efeito da irradiação sobre a tensão interna, que para doses mais elevadas de íons (N⁺ e Xe⁺) é nula. Face a diminuição significativa da tensão interna, atualmente estamos investigando propriedades de adesão e delaminação dos filmes irradiados.

9. Análise de composição química e distribuição em profundidade dos diversos elementos componentes de nanolaminados de compostos metálicos e multicamadas nanoscópicos.

Métodos de perfilometria com resolução sub-nanométrica por espalhamento de íons de energias intermediárias e por reações nucleares estreitas em baixas energias. Quantificação e perfilometria do hidrogênio por reação nuclear e dissolução química passo a passo.

10. Implantação iônica de sistemas metálicos, poliméricos e cerâmicos por imersão em plasma.

Caracterização mecânica, eletroquímica e tribológica dos sistemas implantados.

11. Revestimentos protetores nanoestruturados.

Preparação e caracterização física e mecânica de multicamadas nanoestruturadas de óxidos refratários (Al₂O₃, TiO₂, ZrO₂) para revestimento de ferramentas de corte destinadas a usinagem a seco. Investigação das relações entre composição, estrutura e propriedades mecânicas.

12. Aplicações da implantação iônica na otimização da estabilidade térmica da microestrutura de contatos e interconexões de Al e Cu em dispositivos microeletrônicos.

Os estudos nesta área enfocam o desenvolvimento de pesquisa sistemática, visando a evolução da microestrutura de filmes finos de Al e Cu simulando interconexões metálicas em dispositivos de microeletrônica. Os efeitos da T e da operação em altas densidades de corrente (MA.cm^-2) combinam-se aumentando a taxa de criação de vacâncias, direcionando o fluxo de átomos intersticiais através das colisões elétron de condução átomo da rede cristalina (da interconexão). Este fato cria regiões ricas em vacâncias, que crescem até provocar a ruptura da interconexão (falha por eletromigração). Os efeitos da modificação de nanoestrutura das interconexões produzidas por implantação iônica e/ou por processos de tratamento térmico serão agora estudados medindo a condutividade elétrica destas interconexões (testes de vida média).

13. Nanofios Semicondutores (síntese, modificação, caracterização e aplicações):

- síntese de nanofios verticalmente alinhados de ZnO através do método vapor-líquido-sólido (VLS) em substratos de Al₂O₃, Si, SiO₂, ITO/Si, GaN/Si;

- dopagem de nanofios de ZnO por implantação iônica;

- caracterização de nanofios de ZnO por SEM, HRTEM, AFM, PL, XRD;

- medidas elétricas em nanofios individuais e grupos de fios, dopados e não dopados;

-"field emission" em nanofios de ZnO crescidos em diferentes padrões; - sensoriamento de luz e gás a base de nanofios de ZnO.

14 Formação de padrões metálicos para o crescimento seletivo de nanofios semicondutores utilizando técnicas de litografia:

- litografia óptica;

- nanolitografia por AFM;

- nanolitografia por íons individuais;

- litografia por micro-feixe iônico.

Organograma

Organograma do Laboratório de Implantação Iônica - Reunião 17/03/2015

Coordenador Geral - Prof. Pedro Luis Grande

Vice-coordenador Geral - Prof. Paulo. F. P. Fichtner

Coordenador dos Aceleradores - Prof. Johnny F. Dias

Vice-coordenador dos Aceleradores - Prof. Livio Amaral

Comitê Gestor

Pedro Luis Grande, Johnny F. Dias, Paulo F. P. Fichtner Livio Amaral, Henri Boudinov, Jonder Morais, Fernanda Stedile, Cláudio Radtke

Sub-comitê Gestor - aceleradores

Johnny F. Dias, Agostinho Bulla, Livio Amaral

Comissão de usuários e RAU

José Henrique R. dos Santos, Raquel Giulian, Leandro Araújo

Pessoal

PESQUISADORES

Fernando Claudio Zawislak, Dr. (IF, UFRGS, 1967) - Fundador e Coordenador Geral do Grupo desde 1980 até 2008 [10]

Moni Behar, Dr. (UBA, ARGENTINA, 1970) - Coordenador dos Aceleradores desde 1982 até 2010 [11]

Israel Jacob Rabin Baumvol, Dr. (IF, UFRGS, 1977) [12]

Livio Amaral, Dr. (IF, UFRGS, 1982) [13]

Paulo Fernando Papaleo Fichtner, Dr. (IF, UFRGS, 1987) [14]

Pedro Luís Grande, Dr. (IF, UFRGS, 1989)- Coordenador Geral do Grupo a partir de 2009 Researcher ID [15]

Johnny Ferraz Dias, Dr. (UG, BÉLGICA, 1994)- Coordenador dos Aceleradores a partir de 2010 [16]

Henri Ivanov Boudinov , Dr. (IE-BAN, BULGÁRIA, 1991) [17]

Fernanda Chiarello Stedile, Dr. (IQ, UFRGS, 1994) [18]

Rafael Peretti Pezzi, Dr. (IF, UFRGS, 2009) [19] Caderno de Laboratório

Raul Carlos Fadanelli Filho, Dr. (IF, UFRGS, 2005) [20]

Ricardo Meurer Papaléo, Dr. (U.UPPSALA, SUÉCIA, 1996) - PUC-RS [21]

Rogério Luis Maltez, Dr.(IF, UFRGS, 1997) [22]

Jonder Morais, Dr.(IF, UFRGS, 1999) [23]

Claudio Radtke, Dr. (IF, UFRGS, 2003) [24]]

Cristiano Krug, Dr. (IF, UFRGS, 2003) [25]]

Daniel Lorscheitter Baptista, Dr. (IF, UFRGS, 2003) [26]

Gabriel Viera Soares, Dr. (IF, UFRGS, 2008) [27]

Leandro Langie Araujo, Dr. (IF, UFRGS, 2004) [28]

Raquel Giulian, Dr. (RSPE, ANU, AUSTRÁLIA, 2009) [29]

José Henrique Rodrigues dos Santos, Dr. (IF, UFRGS 1997) [30]

Agenor Hentz da Silva, Dr. (IF,UFRGS, 2008) [31]

PESQUISADORES ASSOCIADOS

Douglas Langie da Silva, Dr. (IF, UFRGS, 2004) - Colaborador, UFPel [32]

Eduardo Ceretta Moreira, Dr (IF, UFRGS, 2000) - Colaborador, UNIPAMPA [33]

Irene Teresinha Santos Garcia, Dr (IF, UFRGS, 2001) - Colaborador, UFPEL [34]

Uilson Schwantz Sias, Dr. (IF, UFRGS, 2006) - Colaborador, CEFET-RS [35]

Felipe Kremer, Dr. (IF, UFRGS, 2010) - Colaborador, ANU, Austrália [36]

Carla Eliete Iochims dos Santos, Dr. (IF, UFRGS, 2011) - Colaborador, USP-SP [37]

PÓS-DOUTORANDOS

Maurício de Albuquerque Sortica [38]

Paulo Fernandes Costa Jobim [39]

Rafael Leal [40]

Wellington Silva Fernandez [41]

RESPONSÁVEL TÉCNICO PELOS ACELERADORES

Agostinho A. Bulla, Eng. Elétrico [42]

TÉCNICOS

Clodomiro F. Castello, técnico operador dos aceleradores[43]

Paulo R. Borba, técnico operador dos aceleradores [44]

Paulo Kovalick, técnico mecânico, responsável pela oficina mecânica [45]

BOLSISTAS PREMIUM

Eduardo Ribeiro dos Santos [46]

Marcelo Cavagnolli [47]

ALUNOS DE DOUTORADO

Anaí Duarte [48]

Augusto Alexandre Durgante de Mattos [49]

Chiara das Dores do Nascimento [50]

Cláudia Telles de Souza [51]

Cristiane Marin [52]

Deise Schafer [53]

Elis Moura Stori [54]

Gabriel Marmitt [55]

Josiane Bueno Salazar [56]

Liana Appel Boufleur [57]

Lúcio Flávio dos Santos Rosa [58]

Masahiro Hatori [59]

Rafael Cardim Pazim [mailto:]

Roberto Moreno Souza dos Reis [60]

Tiago Silva de Ávila [61]

Zacarias Eduardo Fabrim [62]

Eduardo Pitthan Filho [63]

ALUNOS DE MESTRADO

Eliasibe Luis de Souza [64]

João Wagner Oliveira [65]

Luiza Raquel Manfredi da Silva [66]

ALUNOS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

Deiverti de Vila Bauer [67]

Felipe Dalponte Bregalda [68]

Guilherme Domingues Kolinger [69]

Jady Souza Feijó [70]

Júlio César Ferreira Tâmbara [71]

Lais Gomes de Almeida [72]

Mateus Vicente Wrasse Wiebusch Müller [73]

Mariana de Mello Timm [74]

Vanessa Sobrosa Souza [75]

Viviane Peçanha Antonio [76]

Lucas Hansen [77]

Gustavo Henrique Stedile Dartora [78]

Infra-estrutura

Acelerador Tandetron 3MV	Acelerador 500 kV	Acelerador 250 kV
Reatores e Fornos	Óptica	Sala limpa e preparação
Oficina Mecânica	Salas de apoio	Acelerador 250 kV