Maliyetlerin Uygunluğu: Destekten Karşılanabilecek Maliyetler

Na Seção 5.3.3, estudamos algumas imagens espectroscópicas de alta resolução de DWNTs sem defeitos ao longo da sua estrutura. Nesta seção, estudaremos nanotubos com defeitos em toda a sua extensão.

A Figura 5.20 mostra mapas espaciais das bandas G, G’, D e ID/IG. Nas linhas 1 e 2

desta figura, observamos imagens espectroscópicas da amostra AM1 (fluência de íons 1 × 1013

íons/cm2_{). A Figura 5.20(a2-e2) corresponde a uma subregião da Figura 5.20(a1-e1), conforme}

é parcialmente indicado pelas linhas pontilhadas na Figura 5.20(c1). A indicação é parcial porque as imagens da segunda linha foram obtidas estendo-se a área medida uma região à direita das imagens da primeira linha. Uma observação deve ser feita a respeito das imagens da relação I_D/I_G: como percebemos, elas têm um salto na escala de cores utilizada. Isto ocorre porque só faz sentido calcular a razão entre a banda D e a G onde existe nanotubo de carbono, caso contrário poderemos ter singularidades na relação e resultados estranhos. Os nanotubos de carbono da Figura 5.20 possuem aproximadamente 1,6 nm de altura (linha branca), o que está em acordo com a expectativa dada pela banda RBM em 164 cm−1_{(Figura 5.21). A outra banda}

RBM, bem forte, encontra-se em 264 cm−1_{(Figura 5.21) e, para o laser de 1,96 eV utilizado,}

sugerimos que essa seja uma transição ES

22 dos nanotubos internos. Estes dois picos estão

presentes ao longo de todo o nanotubo da esquerda e determinam as duas paredes do DWNT. As imagens de campo próximo da Figura 5.20 possuem uma resolução de 35 nm e um ótimo contraste. Observando os espectros Raman da Figura 5.21, vemos que os pontos 1 e 2 possuem espectros Raman praticamente idênticos, porém diferentes do espectro Raman do ponto 3. O DWNT que contém o ponto 3 possui bandas G e D fracas e uma relativamente forte banda G’ que está claramente dividida, por um motivo que ainda não entendemos.

A Figura 5.22 mostra mapas espaciais das bandas G, G’, D e I_D/IGpara as amostras AM1 e

AM3, respectivamente, na primeira e segunda linha. O primeiro aspecto que destacamos nestas duas figuras é a presença da banda D de maneira contínua ao longo de todos os DWNTs me- didos, independentemente da dosagem de íons usada no bombardeamento da amostra pristina. Podemos afirmar que I_D/IG também é razoavelmente uniforme, a não ser na Figura 5.22(e2),

onde há uma variação.

As imagens da Figura 5.22 mostram DWNTs isolados da amostra AM1 com alta densi- dade de defeitos. Na Figura 5.22(d1) numeramos alguns pontos e os espectros Raman nestes pontos estão mostrados na Figura 5.23. Devido à elevada intensificação (IGponto1/IGponto4 = 25) do campo nesta medida, dividimos os espectros em dois gráficos: o gráfico (a) mostra a região

Figura 5.20: (a1) Topografia e mapas espaciais das bandas (b1) G, (c1) G’, (d1) D e (e1) I_D/IG

da amostra AM1. (a2) Topografia e (b2-e2) mapas espaciais de uma subregião das imagens da primeira linha.

Figura 5.22: (a1) Topografia e mapas espaciais das bandas (b1) G, (c1) G’, (d1) D e (e1) I_D/IG

de 100 a 500 cm−1_{(RBM) e de 1200 até 1750 cm}−1 _{(bandas D e G) e o (b) engloba a grande}

região de 500 a 2800 cm−1_{, porém com o eixo y escalado de forma que consigamos analisar}

com mais detalhes o restante das bandas deste DWNT. Na região entre as bandas RBM e G e na região acima da banda G, observamos alguns picos menores e estreitos. Os modos de freqüên- cia intermediária entre ωRBM e ωGtêm números de onda 610 e 730 cm−1em todos os espectros

mostrados. Estes picos podem ser associados com a combinação de modos ópticos e acústicos e possuem um caráter dispersivo tipo “degrau ”, como discutido por Fantini et al. [185]. Para freqüências ω > ωG, um modo em 1925 cm−1 também estreito e bem nítido é observado. Este

pico é dispersivo (dω/dEL ≈ 230 cm−1/eV ) e é uma combinação do modo transversal óptico

no plano (iTO) com o modo longitudinal acústico (LA), assim ele é nomeado de modo iTOLA [30, 186]. A banda D é bem evidente nos espectros e a relação ID/IG= 0, 15 é aproximadamente

constante nos 3 pontos ao longo do DWNT.

Figura 5.23: (a) Espectros Raman dos pontos indicados na Figura 5.22 com um corte de 500 a 1200 cm−1_{no eixo horizontal. (b) Espectros Raman dos pontos indicados na Figura 5.22 com}

uma ampliação no eixo vertical.

A segunda linha da Figura 5.22 mostra mapas espectroscópicos realizados na amostra AM3. Estas imagens despertam nossa atenção pois a banda D, embora esteja sempre presente no nanotubo estudado, varia. A banda G também varia, como vemos na Figura 5.22(b2), então a razão ID/IG, usada para mensurar defeitos, pode ser constante. Isto, no entanto, não é o que

ocorre nesta amostra, como confirmam as Figuras 5.22(e2) e 5.24. A Figura 5.24 corresponde à seção reta indicada pela linha tracejada azul na Figura 5.22(e2) e indica uma clara variação da razão I_D/IGindo desde 0,06 até 0,45. Embora a imagem topográfica não mostre claramente,

suspeitamos que o fragmento de DWNT superior observado nas Figuras 5.22(a2-e2) seja um outro DWNT e não uma continuação do inferior. Sendo assim, o fragmento superior continua tendo defeitos ao longo de todo o seu comprimento, porém com banda D variável.

Figura 5.24: Seção reta de ID/IGao longo da linha tracejada azul na Figura 5.22(e2).

cional induzido pela desordem ao longo de toda a sua estrutura, assim afirmamos que a densi- dade de defeitos nestes nanotubos é grande. Também obtivemos os mesmos resultados para as amostras 2 e 4, embora não sejam apresentados aqui pois não alterariam nossas conclusões. Já vimos, anteriormente, imagens TERS de alta resolução de CNTs de parede dupla sem nenhuma banda D e, já que encontramos os dois extremos (sem defeito e muito defeito), ainda restava confirmar se o bombardeamento de íons C+ _{produziria defeitos descontínuos nos nanotubos e}

que implicações isso teria no espectro Raman. A produção de defeitos descontínuos nos parecia natural e era esperada, porém até o momento não havia sido encontrada, apesar dos incessan- tes esforços experimentais. Esta é a forma como cronologicamente foi conduzida a presente pesquisa e as Figuras 5.22(a2-e2) nos deram um indicativo para a possível descontinuidade de defeitos que é discutida na próxima seção.

5.3.5 Mapas espaciais de bandas Raman de DWNTs bombardeados com