CAMPO DA INVENÇÃO

[01 ] A presente invenção refere-se a um dispositivo para aplicações em microscopia de varredura por sonda e um método de fabricação do mesmo. Mais precisamente é descrito um dispositivo fabricado por técnicas litográficas com reprodutibilidade para aplicação como uma sonda reprodutível de alta eficiência, tal como uma sonda de alta eficiência óptica.

ESTADO DA TÉCNICA

[02] Microscópios ópticos convencionais geram imagens com resolução espacial limitada a aproximadamente K/2, i. e, aproximadamente 300 nm no caso do uso de luz visível como fonte (sendo λ o comprimento de onda da luz incidente). Esse limite é dado pelo critério de Rayleigh, que é definido como a separação entre duas fontes pontuais de luz, tal que o principal máximo de difração de uma coincida com o primeiro mínimo de difração da outra.

[03] No entanto, uma resolução espacial superior a esse limite pode ser alcançada dentro do regime de campo próximo {near-field). Uma das formas de se realizar este tipo de experimento é através da utilização de uma sonda com ápice nanométrico para coletar parte da informação do regime de campo próximo e transmiti-la para o regime de campo distante. Desta forma, a sonda atua como uma nanoantena óptica. Em uma visão simplificada, uma fonte/coletor óptico nanométrico varre a amostra gerando uma imagem com a resolução definida pelo tamanho da fonte/coletor.

[04] Recentemente elaborada, a Microscopia Óptica de Campo Próximo por varredura SNOM (sigla do inglês para Scanning Near-field Optical Microscopy, também chamada de NSOM, ou NFOM) é uma técnica que se utiliza desse mecanismo para gerar imagens combinadas à caracterização química e estrutural em escala nanométrica. Como um exemplo mais específico desse sistema, o TERS (sigla do inglês para Tip Enhanced Raman Spectroscopy, Chem. Phys. Lett. 335, 369-374, (2001 )) utiliza o espalhamento Raman em regime de campo próximo para criar imagens de alta resolução espacial.

[05] Apesar de seu grande potencial de aplicações, a técnica SNOM ainda não é aplicada rotineiramente em laboratórios devido à dificuldade de fabricação de pontas com alta reprodutibilidade, boa eficiência óptica, estabilidade mecânica e ápice nanométrico, os quais são parâmetros imprescindíveis para a sua aplicação como sondas no sistema SNOM.

[06] Assim, diferentes tipos de sondas têm sido propostas ao longo das três últimas décadas.

[07] Historicamente, as primeiras sondas eram constituídas por fibras ópticas com extremidade afinada, dotada de abertura final de dezenas de nanômetros. Outras sondas similares compreendem pontas dielétricas transparentes com cobertura metálica. O sistema que utiliza esse tipo de sonda é chamado de SNOM por abertura {aperture-SNOM), ressaltando o fato de essas sondas apresentarem uma abertura em seu ápice por onde a luz é transmitida.

[08] Porém, esse tipo de estrutura apresenta uma grande desvantagem: a potência transmitida pela fibra óptica decai exponencialmente com o seu diâmetro. Por essa razão, esses sistemas de SNOM por abertura apresentam resolução espacial da ordem de 50 a 1 00 nm e ainda são limitadas para aplicações onde o sinal analisado é muito intenso, como por exemplo, a fotoluminescência.

[09] As melhores resoluções e eficiências ópticas alcançadas foram obtidas pelo uso de sondas metálicas sem abertura, mais especificamente de metais nobres {Hartschuhet ai, Phys. Rev. Lett. 90, 2003). O sistema que utiliza esse tipo de sonda é chamado de SNOM por espalhamento {scattering-type SNOM - s-SNOM) ou SNOM sem abertura {apertureless SNOM), doravante SNOM.

[010] Nesses dispositivos o mecanismo físico que leva à utilização da informação do campo próximo se difere do mecanismo regente na sonda para SNOM por abertura. Basicamente a luz incidente (fonte de luz ou sinal da amostra) faz oscilar coletivamente e coerentemente os elétrons livres da sonda metálica na interface com o meio. Devido ao efeito de pontas {lightning-rod effect), i.e., aumento da densidade eletrônica no ápice das sondas que ocorre devido ao formato cónico, piramidal ou pontiagudo de sua grande maioria, uma absorção óptica é observada nas proximidades do ápice das mesmas levando a um aumento do sinal óptico analisado. Assim, diferentemente da fibra óptica, quanto menor for o ápice da sonda metálica, maior será a eficiência óptica e melhor será a resolução espacial alcançada. No entanto, o aumento de sinal gerado apenas pelo efeito de pontas não é suficiente para a maioria das aplicações em SNOM.

[01 1 ] Por outro lado, oscilações eletrônicas coerentes podem ocorrer de forma ressonante ao excitar o plasmon de superfície. Trata-se de uma solução da equação de onda e portanto o plasmon de superfície é uma onda propagante na superfície do metal. O resultado de sua excitação em uma ponta metálica é um forte efeito óptico localizado no ápice da sonda devido à alta variação da densidade eletrônica nesse ponto. Intensos fatores de aumento de sinal podem ser observados ao aplicar uma sonda que apresenta ressonância de plasmon de superfície em um sistema SNOM.

[012] O problema atual relativo às sondas de SNOM reside na falta de reprodutibilidade na fabricação de boas pontas, i. e., sondas que geram suficiente aumento de campo elétrico na proximidade de seu ápice nanométrico. A dificuldade na produção de boas sondas começa pelo fato de apenas sondas de metais nobres gerarem o efeito plasmônico desejado para a funcionalidade da técnica. Pontas feitas desses metais, com ápice nanométrico, são difíceis de serem fabricadas com reprodutibilidade. Mas o problema se agrava ao notar-se que mesmo selecionando pontas de ouro morfologicamente adequadas, por meio de inspeção utilizando microscopia eletrônica de varredura, apenas 20% se mostravam opticamente ativas, i.e., passíveis de serem usadas como sondas em SNOM {Hartschuhet al., J. of Microscopy, 210, 234-240 (2003)).

[013] A publicação de N. Mauser, e co-autores {N. Mauseret al., Chemical Society reviews, 43, 1248- 1262 (2014)), comenta que estes fracos aumentos de sinal gerados nas sondas mais comumente usadas são consequência da não excitação de plasmon de superfície na ponta, tendo o aumento ligado apenas ao efeito de pontas {lightning-rod effect).

[014] De fato, nota-se que boa parte dos artigos publicados na área de microscopia óptica em campo-próximo está relacionada com a produção e caracterização dos dispositivos/sondas de varredura {Lambelet P., et al, AppliedOptics, 37(31), 7289-7292 (1998); Ren, B., Picardi G., Pettinger, B., Rev. Sei. Instrum. 75, 837 (2004); Bharadwaj, P., Deutsch B., Novotny, L, Adv. Opt. Photon. 1, 438 - 483 (2009)) .Alguns artigos ainda dedicam-se à aplicação do conceito de excitação de plasmon de superfície objetivando a melhora da eficiência óptica {L. Novotny etal.,Nature Photonics,5, 83-90 (201 1); P. Bharadwaj et al., Optics Express, 15, 14266- 14274 (2007); M. Fleischer et al., ACS Nano, 5, 2570-2579(201 1); T. H. Taminiau et al., Nano Letters 7, 28-33 (2007); L. Neumann et al., Nano Letters, 13, 5070- 5074 (2013); F. Huth,NanoLetters, 13, 1065- 1072(2013); S. Schmidt, et al., ACS Nano, 6, 6040-6048 (2012)). No entanto, nenhuma das publicações apresenta algum mecanismo de controle da energia de absorção óptica ressoante que seja compatível à reprodutibilidade e factibilidade industrial.

[015] O estado da técnica para métodos de fabricação de estruturas metálicas de sondas demonstra algumas técnicas, tal como aquela descrita pelo WO2010/065071 sobre um método de fabricação deste tipo de estrutura, com base em métodos de modelagem para replicar filmes metálicos a partir de um substrato para produção de dispositivos plasmônicos e meta materiais. Esse processo de produção aborda um molde reutilizável que fornece uma pluralidade de estruturas.

[016] Considerando ainda o aspecto de reprodutibilidade da morfologia de sondas de SNOM, uma técnica de fabricação das mesmas foi reportada recentemente por Johnson et al (ACS Nano, 2012). Essa técnica, chamada de pirâmides de ouro retiradas de molde (do inglês: template stripped gold pyramid), baseia-se na fabricação, por litografia óptica, de micro-pirâmides ocas de ouro (T. Johnson et al. , Highly reproducible near-field optical imaging with sub-20-nm resolution based on template-stripped gold pyramids, ACS Nano, 2012, v6, issue 10, 9168-9174).

[017] A referida técnica de fabricação de sondas também foi largamente discutida em outros documentos como em J. Henzie, et al., (Nano Letters, 2005), ou em P. Nagpal, et al., (Science, 2009). Em Johnson et al (ACS Nano, 2012) é reportado que essas pirâmides apresentam boa resolução espacial e aceitável aumento de sinal quando aplicadas como sondas em SNOM (J. Henzie e al., Mesoscale metallic pyramids with nanoscale tips, Nano Letters, 2005, v5, issue 7, 1 1 99-1202; P. Nagpal et al., Ultrasmooth patterned metais for plasmonics and metamaterials, Science, 2009, v325, issue 5940, 594-597).

[018] Em consonância às técnicas acima descritas, os documentos de patentes WO2014003843 e WO2014003901 também descrevem métodos de fabricação de estruturas únicas de pontas metálicas nanométricas a partir de um suporte que contém uma pluralidade de moldes em que as estruturas piramidais únicas ou ligadas a uma alavanca são criadas de forma invertida por meio de técnicas gerais de litografia. [019] No entanto, esses métodos são capazes de produzir apenas uma estrutura piramidal única e contínua, e que, portanto, não apresenta estrutura ou limite em sua superfície na escala submicrométrica que propicie o confinamento plasmônico na região visível e infravermelho próximo do espectro eletromagnético. Assim, as pirâmides obtidas por tais métodos não apresentam ressonância de plasmon de superfície. O resultado é uma baixa eficiência óptica do dispositivo.

[020] Os documentos referidos acima focam na preparação de estruturas contendo pirâmides únicas as quais não são capazes de promover o confinamento plasmônico e com isso garantir alta eficiência óptica.

[021 ] Nesse ponto é importante ressaltar que o que agrava o problema da qualidade da sonda para a SNOM é que sua eficiência óptica está condicionada ao acoplamento da luz incidente com o plasmon de superfície da mesma. Basicamente, na faixa do visível e infravermelho próximo, uma diferença considerável entre o vetor de onda da luz incidente e do plasmon de superfície inibe sua conversão direta.

[022] Uma forma de promover o acoplamento luz/plasmon de forma eficiente seria pela utilização da chamada ressonância de plasmon de superfície localizada - LSPR (da sigla em inglês, Localized Surface Plasmon Resonance). Esse tipo de ressonância de plasmon ocorre em nanoestruturas de dimensões inferiores ao do comprimento de onda da luz incidente, portanto estruturas submicrométricas para a faixa do visível e infravermelho próximo. Suas principais características são: (i) sua energia de ressonância depende fortemente de sua geometria, podendo ser escalada proporcionalmente com alguma dimensão do objeto; (ii) a ressonância pode ser excitada por luz de forma direta e eficiente; (iii) a ressonância causa o aumento do campo elétrico nas suas extremidades (áreas opticamente ativas). [023] Recentemente, os inventores da presente invenção demonstraram por meio da referência aqui incorporada, T. L. Vasconcelos, et al., (ACS Nano, 2015), que quando LSPR é aplicado em sondas de SNOM, a eficiência óptica pode ser melhorada por um fator maior que 5. Nesse trabalho referenciado, os autores mostram que uma ranhura próxima do ápice da sonda é fundamental ao confinamento de plasmons de superfície (LSPR), o que gera uma absorção óptica ressonante na sonda. É apresentado também que a energia de ressonância de absorção óptica depende da distância do corte ao ápice, sendo igual à energia do laser HeNe (largamente usado na técnica de SNOM) quando a ranhura em uma sonda de ouro é feita a aproximadamente 240 nm de seu ápice. Assim, o trabalho aponta para a seguinte conclusão: a absorção óptica na sonda será ressonante (alta eficiência óptica) quando houver um limitante (no caso a ranhura) em sua superfície. O limitante, por sua vez, deverá estar posicionado a distâncias submicrométricas do ápice da sonda, sendo ótimo a 240 nm do ápice de uma sonda de ouro quando o laser HeNe é utilizado no sistema SNOM (T. L. Vasconcelos et al., Tuning Localized Surface Plasmon Resonance in Scanning Near-Field Optical Microscopy Probes, ACS Nano, 2015, v9, issue 6, 6297-6304).

[024] Consequentemente, é desejável desenvolver dispositivos com estruturas submicrométricas que sejam aptos a prover alta eficiência óptica pela criação de um efeito de ressonância de plasmon de superfície localizado, bem como métodos para a fabricação dessas estruturas que agreguem alta reprodutibilidade, uniformidade e fabricação em larga escala, e que possibilitem a sintonização das energias de ressonância (ótimos de eficiência óptica) por meio da alteração de parâmetros estruturais.

[025] Para superar os problemas e deficiências do estado da técnica a presente invenção descreve um dispositivo para varredura de sonda, principalmente destinado à microscopia e espectroscopia óptica que é capaz de gerar aumento de densidade eletrônica em seu ápice e o confinamento plasmônico, fornecendo assim um dispositivo de alta eficiência óptica. Esses resultados são conseguidos pela construção estrutural deste dispositivo que será melhor descrito adiante.

[026] Em continuidade, a presente invenção provê um método de fabricação do dispositivo da presente invenção de alta reprodutibilidade e possível de ser produzido em escala industrial de forma rápida e eficiente. SUMÁRIO

[027] Assim, a presente invenção proporciona avanços em relação às técnicas convencionais de fabricação e modelagem de dispositivos, bem como os dispositivos utilizados para microscopia por varredura de sonda, tal como dispositivos utilizados para microscopia e espectroscopia óptica de campo próximo.

[028] Desse modo, um primeiro objetivo da presente invenção é proporcionar um dispositivo metálico para microscopia por varredura de sonda.

[029] É outro objetivo da presente invenção, proporcionar um dispositivo metálico para microscopia e espectroscopia óptica de campo próximo, tal como uma sonda, de alta eficiência óptica.

[030] É outro objetivo da presente invenção, proporcionar um método de fabricação de dispositivos metálicos para microscopia por varredura de sonda.

[031 ] É outro objetivo da presente invenção, proporcionar um método de fabricação de dispositivos metálicos para microscopia e espectroscopia óptica.

[032] É outro objetivo da presente invenção, proporcionar um método de fabricação de dispositivos metálicos para microscopia e espectroscopia óptica de campo próximo, tal como uma sonda. [033] Vantajosamente a presente invenção provê um dispositivo metálico capaz de gerar um confinamento plasmonico conferindo a eficiência óptica desejada em microscopia por varredura de sonda, especificamente em microscopia e espectroscopia óptica de campo próximo, fornecendo, portanto, um dispositivo de alta qualidade que supera aqueles do estado da técnica.

[034] Além disso, a presente invenção é capaz de prover um método de fabricação do referido dispositivo acima mencionado, que oferece reprodutibilidade e também produção em larga escala de dispositivo de alta qualidade e eficiência óptica para microscopia por varredura de sonda, tal como microscopia e espectroscopia óptica.

[035] Outros objetivos e vantagens da presente invenção ficarão mais evidentes a partir da seguinte descrição e Figuras anexas, que não se destinam a limitar o âmbito da presente descrição.

[036] De forma geral, a presente invenção descreve um dispositivo metálico para microscopia por varredura de sonda, preferencialmente microscopia e espectroscopia óptica de campo próximo, que compreende um corpo único disposto em duas porções, sendo que a segunda porção é uma ponta submicrométrica que define um ápice nanométrico, tal como uma pirâmide, um cone e estruturas semelhantes. A primeira porção do corpo único do dispositivo da presente invenção é formada por duas bases paralelas entre si, sendo que uma primeira base possui uma área maior do que uma segunda base; na segunda base localiza-se a segunda porção, que pode se conectar opcionalmente à primeira porção por meio de uma extensão.

[037] Essa segunda porção apresenta uma ponta submicrométrica com dimensão e configuração que favorece a ressonância de LSPR e consequentemente o aumento de sinal óptico produzido pelo dispositivo ao ser aplicado como sonda de microscopia e espectroscopia óptica de campo próximo.

[038] Em um segundo aspecto, a presente invenção descreve um método de fabricação de dispositivos metálicos para microscopia por varredura de sonda, tal como microscopia e espectroscopia óptica de campo próximo, baseado no fornecimento de uma primeira cobertura, tal como uma máscara sobre um substrato de silício, o qual sofre um primeiro processo de litografia, sob condições reacionais controladas, que se encerra na formação de uma cavidade com forma e dimensões específicas; a formação de uma segunda cobertura sobre a cavidade formada na etapa anterior que expõe um segundo substrato que irá sofrer um segundo processo litográfico.

[039] O método da presente invenção possibilita o dimensionamento do tamanho da pirâmide submicrométrica localizada na extremidade ou segunda porção do dispositivo. Consequentemente, o método possibilita o ajuste fino da faixa de energia de absorção óptica do dispositivo.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[040] As Figuras anexas são incluídas para fornecer um melhor entendimento da matéria e são aqui incorporadas por constituírem parte desta especificação, bem como ilustram formas de realização da presente invenção e, em conjunto com a descrição e as reivindicações anexas, servem para explicar os princípios da presente invenção.

[041 ] A Figura 1 é uma ilustração esquemática de uma modalidade de realização do dispositivo da presente invenção que apresenta o corpo único (1 ) do dispositivo, primeira porção (2), segunda porção (3), ponta submicrométrica (4), extensão (5), segunda base (6), ápice nanométrico (7), primeira base (8). [042] A Figura 2 é uma ilustração esquemática da vista superior de uma modalidade de realização do dispositivo da presente invenção que aponta as dimensões B, H e N.

[043] A Figura 3a é uma ilustração esquemática da seção transversal lateral de uma modalidade de realização do dispositivo da presente invenção que aponta as dimensões K, L e P, e também a primeira base (8), a dobra ou quina (9) e o ângulo de abertura (10).

[044] A figura 3b é uma ilustração esquemática da seção transversal lateral de outra modalidade de realização do dispositivo da presente invenção que aponta as dimensões K e L, e também a primeira base (8), a dobra ou quina (9) e o ângulo de abertura (10).

[045] A Figura 3c é uma ilustração esquemática da seção transversal lateral de um dispositivo do estado da técnica que aponta a dimensão K e também a primeira base (8) e o ângulo de abertura (10).

[046] As Figuras 4a-4k são ilustrações esquemáticas de formas de realização das etapas que compõem o método de fabricação da presente invenção e apontam as dimensões B, B', G, H, Η', K, M, N, N', P, e também substrato (1 1 ), primeira cobertura (12), abertura (13), fundo (14), paredes laterais (15), segunda cobertura (16), abertura (17), máscara ou segunda cobertura com abertura (18), cavidade (19) piramidal com segundo fundo (20), filme metálico (21 ), resina (22) para adesão do dispositivo à extremidade do sistema de sensoriamento da interação sonda-superfície ou fio de tungsténio (23).

[047] As Figuras 5a e 5b são imagens feitas por microscopia eletrônica de varredura, em duas magnificações diferentes, de uma sonda fabricada conforme invenção e descrita no Exemplo.

[048] A Figura 6 é um gráfico com três espectros Raman de uma monocamada de óxido de grafeno adquiridos: (i) sem sonda; (ii) com uma sonda do estado da técnica, i. e., uma pirâmide de ouro; e (iii) com o protótipo desta invenção tratado no Exemplo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[049] Características e vantagens adicionais da invenção serão apresentadas na descrição detalhada que se segue e em parte serão prontamente evidentes para os peritos na técnica a partir desta descrição ou reconhecidas pelas práticas das formas de realização, tal como aqui descrito, incluindo a descrição detalhada, o resumo, as reivindicações, assim como os desenhos anexos.

[050] Deve ser entendido que tanto a descrição geral anterior quanto a seguinte descrição detalhada e as formas de realização da invenção destinam-se a proporcionar uma visão geral ou estrutura para compreender a natureza e caráter do invento tal como é reivindicado. As figuras anexas são incluídas para proporcionar uma maior compreensão do invento e constituem uma parte desta especificação. As figuras ilustram várias formas de realização da presente descrição e em conjunto com a mesma, servem para explicar os princípios e o funcionamento da divulgação. Características mostradas nas figuras são ilustrativas de modalidades de realização selecionadas da presente invenção e não são necessariamente representadas na escala correta.

[051 ] Ao longo desta especificação, o termo "compreendem", ou variações tais como "compreende" ou "compreendendo", deve ser entendido como implicando a inclusão de um elemento declarado, inteiro ou passo, ou grupo de elementos, inteiros ou passos, mas não a exclusão de qualquer outro elemento, inteiro ou passo, ou grupo de elementos, inteiros ou passos.

[052] Para alcançar os objetivos preliminarmente mencionados, é proporcionado de acordo com a presente invenção um dispositivo metálico para aplicações em microscopia por varredura por sonda e um método de fabricação do mesmo que agregam, de forma vantajosa, tanto os efeitos de aumento da densidade eletrônica no ápice formado, bem como aqueles advindos da excitação de plasmon da superfície do ápice formado, resultando assim, em um dispositivo de alta qualidade de eficiência óptica.

[053] Referência será feita agora em detalhe às formas de realização ilustrativas, selecionadas da divulgação. Sempre que possível, os mesmos numerais de referência serão utilizados por todos os desenhos para referir às mesmas partes ou semelhantes.

[054] A presente invenção refere-se a um dispositivo para aplicações em microscopia de varredura por sonda e um método de fabricação do mesmo.

[055] O dispositivo, compreende um corpo único (1 ), disposto em uma primeira porção (2) e uma segunda porção (3), sendo que a segunda porção é uma ponta submicrométrica (4) com um ápice nanométrico (7).

[056] A primeira porção (2) do corpo único (1 ) do dispositivo da presente invenção é formada por duas bases (8) e (6), paralelas entre si, sendo que uma primeira base (8) possui uma área maior do que uma segunda base (6); a segunda porção (3) localiza-se na segunda base (6), tal que a segunda base (6) atua como um plateau para a segunda porção (3).

[057] As bases (8) e (6) podem ser de diferentes formas, podendo ser circular, elíptica ou poligonal com pelo menos 3 lados.

[058] A segunda base (6) está disposta a uma distância G da primeira base (8), sendo que G varia de 0,5 μιη a 250 μιη, sendo preferencialmente 10 μιη.

[059] A dimensão H da primeira base (8), varia de 3 μιη a 300 μιη, sendo preferencialmente 22 μιη.

[060] A dimensão N da segunda base (6) varia de 0,5 μιη a 10 μιη, sendo preferencialmente 2 μιη.

[061 ] A segunda porção (3) compreende uma ponta submicrométrica (4) com um ápice nanométrico (7) de tamanho nanométrico. A ponta submicrométrica (4) pode ter uma base circular, elíptica ou poligonal com pelo menos 3 lados, independentemente da forma das bases (8) e (6). A dimensão B da base da ponta submicrométrica (4) pode ter medidas de 50 nm a 1000 nm, sendo preferencialmente 450 nm.

[062] Essa segunda porção (3) pode ser posicionada em qualquer parte da segunda base (6) da primeira porção do dispositivo (1 ).

[063] Nesse ponto é importante destacar que a base (6) forma um plateau à segunda porção (3), que faz com que seja possível ter uma dobra ou quina (9) que é a responsável pela criação de um confinamento plasmônico à ponta submicrométrica (4) da segunda porção (3).

[064] O confinamento plasmônico que é devido a essa construção estrutural gera a ressonância de LSPR e o aumento do sinal óptico.

[065] Assim, a conformação estrutural do dispositivo da presente invenção reúne a sinergia de efeitos do aumento da densidade eletrônica no ápice da ponta submicrométrica (4) com o confinamento plasmônico que é gerado com a formação da quina ou dobra (9) entre o plateau (6) e a segunda porção (3), provendo alta eficiência óptica a esse dispositivo.

[066] Adicionalmente, a segunda porção (3) pode compreender ainda uma extensão (5), como apresenta a Figura 3a.

[067] A extensão (5) faz a conexão entre a ponta submicrométrica (4) e a segunda base (6) ou plateau.

[068] A extensão (5) tem uma dimensão P que varia de 10 nm a 500 nm, sendo preferencialmente 100 nm.

[069] O fornecimento da extensão (5) pode prover facilidades à manipulação do dispositivo, uma vez que essa construção (5) permite uma maior liberdade de ação da ponta. Como a primeira porção (2) do dispositivo (1 ) é maior que a segunda porção (3), a ausência da extensão (5) irá restringir o ângulo entre a sonda e a amostra à aproximadamente 90° (aproximação sonda/amostra perpendicular). A extensão (5) portanto permite uma maior liberdade de atuação sonda/amostra, podendo inclusive a sonda ser aproximada à amostra em inclinação diferente de 90°.

[070] A superfície do dispositivo deve ser metálica e contínua, feita de ouro (Au), prata (Ag), platina (Pt), cobre (Cu), Alumínio (Al), ou combinações desses elementos. Alternativamente, a extensão (5) da segunda porção pode não ser metálica, expondo assim o material interno utilizado para a retirada do dispositivo da cavidade, preferencialmente cola Epóxi.

[071 ] O tamanho da ponta submicrométrica (4) da segunda porção (3) é um elemento de fundamental importância à presente invenção. O tamanho L da ponta submicrométrica (4) da segunda porção (3) tem dimensão que pode variar de 50 nm a 900 nm, sendo preferencialmente de 450 nm quando o dispositivo de ouro é destinado a um sistema óptico que utiliza laser de HeNe.

[072] Vantajosamente, o tamanho L da ponta submicrométrica (4) da segunda porção (3) define a energia de máximo de absorção óptica ressonante, sendo que a mesma pode ser ajustada para diferentes aplicações, dentro da faixa do visível e infravermelho próximo. Isso determina a importância de se propor o dispositivo aqui descrito, com uma estrutura com extremidade pontiaguda de tamanho submicrométrico (4) e posicionada na segunda base (6), que funciona como base ou plateau para a segunda porção (3), para aplicação em microscopia e espectroscopia óptica de campo próximo.

[073] O tamanho L superficial da ponta submicrométrica (4) da segunda porção (3) pode ser ajustado conforme o comprimento de onda (λ) da radiação (laser ou luz) utilizada na técnica em que a sonda será aplicada. Para este ajuste, e considerando a sonda feita de Au, pode-se utilizar a equação (la):

L(nm) = -65nm + 0,815 ^* A(nm), (la) onde L é o comprimento superficial da ponta submicrométrica (4) do segundo segmento (3) dada em nanômetros. Deve-se, no entanto considerar a incerteza de 20% no valor de L.

[074] O ângulo de abertura (10) das faces da primeira porção (2) e da segunda porção (3) pode variar entre 30° e 100°, sendo preferencialmente de 70,52°. O ângulo preferencial de 70,52° é definido pelo ângulo entre as famílias de planos cristalinos {1 1 1 } e {-1 -1 1 } do silício, tal como um substrato usado na fabricação do dispositivo e como será evidenciado adiante.

[075] O dispositivo pode ser oco e compreender uma superfície metálica do mesmo material (Au, Ag, Cu, Pt, Al, ou combinações desses elementos e ligas), sendo um filme metálico de espessura K que varia entre 50 nm a 1 .000 nm, preferencialmente de 200 nm. É importante ressaltar que a dobra ou quina (9) na ligação entre a ponta submicrométrica (4) da segunda porção (3) e a extensão (5), como ilustrado na Figura 3a, ou mesmo entre a ponta submicrométrica (4) da segunda porção (3) e a segunda base (6) da primeira porção (2), como ilustrado na Figura 3b, atua como uma característica fundamental desse dispositivo por permitir a criação de um confinamento plasmônico à ponta submicrométrica (4) da segunda porção (3). Assim, a dimensão L da ponta submicrométrica (4) da segunda porção (3) pode ser escalada com o comprimento de onda da radiação (laser ou luz) incidente, utilizada no sistema, levando à absorção óptica ressonante no dispositivo. Este efeito, por sua vez, leva a uma melhor eficiência óptica do dispositivo para uso em microscopia e espectroscopia óptica de campo próximo (SNOM ou TERS).

[076] O interior do dispositivo pode conter o adesivo Epóxi utilizado na sua retirada da cavidade, ou molde, que será mais bem explicado adiante.

[077] Por fim, o dispositivo pode ser fixado no sistema de sensoriamento da interação sonda-superfície, preferencialmente um diapasão (em inglês tuning fork) ou cantilever, por meio de cola Epóxi. Esta forma de se utilizar uma estrutura metálica moldada em cavidade piramidal em silício foi anteriormente reportada nos trabalhos: J. Henzie, et al., (Nano Letters, 2005), e em P. Nagpal, et al., (Science, 2009).

[078] Em uma forma de realização, a Figura 1 mostra um dispositivo de acordo com a presente invenção, com uma primeira base (8), uma segunda base (6) com quatro lados, bem como a base quadrada da ponta submicrométrica (4) e ainda, a extensão (5).

[079] Essa forma de realização ainda é demonstrada na Figura 2, de uma vista superior de um dispositivo de acordo com a presente invenção. Nessa Figura é possível ver em destaque as dimensões N e H das bases (6) e (8) respectivamente, bem como a dimensão B da base da ponta submicrométrica (4).

[080] A Figura 3a mostra uma seção transversal de uma forma de realização da presente invenção, em que o dispositivo possui a extensão (5). Ainda, a Figura 3b mostra uma seção transversal de outra modalidade de realização da presente invenção sem a extensão (5). Em comparação, a Figura 3c mostra uma seção transversal de dispositivos do estado da técnica. Nesse ponto é possível verificar as diferenças da matéria da presente invenção com relação àquilo que faz parte do estado da técnica. Essas diferenças construtivas são responsáveis por garantir o alcance das vantagens da presente invenção, tal como a criação da dobra ou quina (9), que é responsável pela criação de um confinamento plasmonico na ponta submicrométrica (4) que gera a ressonância de LSPR e o aumento de sinal óptico.

[081 ] Em uma segunda modalidade, a presente invenção aborda um método de fabricação de um dispositivo, tal como o dispositivo (1 ) descrito acima. [082] Com referências ao conjunto de Figuras 4, o referido método de fabricação do dispositivo para microscopia por varredura de sonda compreende as seguintes etapas:

(i) formação de uma primeira cobertura (12) com pelo menos uma abertura (13) sobre um substrato (1 1 );

(ii) desbaste anisotrópico do substrato (1 1 ) até uma profundidade G com fundo (14);

(iii) formação de uma segunda cobertura (16) sobre o fundo (14) e paredes laterais (15);

(iv) formação de uma abertura (17) na segunda cobertura (16);

(v) desbaste anisotrópico do substrato (1 1 );

(vi) deposição de filme metálico (21 );

(vii) retirada do dispositivo metálico.

[083] As Figuras 4 ilustram as etapas de realização do método com pelo menos uma abertura na cobertura (12). No entanto entende-se a fabricação de múltiplas aberturas na mesma cobertura (12). Essas múltiplas aberturas (13) devem ser espaçadas a uma distância M igual para todas, M sendo de 10 μηι a 1000 μιη, preferencialmente 100 μιη, o que facilitará o alinhamento do segundo processo de desbaste anisotrópico, como será verificado adiante a partir da Figura 4f.

[084] A Figura 4a ilustra o início do método, onde parte-se de um substrato (1 1 ) de Si <100>, com uma primeira cobertura (12).

[085] A primeira cobertura (12) pode ser composta por oxigénio e silício, nitrogénio e silício ou metais. Preferencialmente, a cobertura (12) é uma camada de SÍ3N4 com 100 nm de espessura ou S1O2 com 300 nm de espessura. Essa cobertura (12) que cobre a superfície do substrato (1 1 ) de Si servirá como uma máscara para o primeiro processo de desbaste anisotrópico químico. O substrato com a cobertura como descrita é vendido comercialmente. [086] A Figura 4b ilustra a formação de uma primeira cobertura (12) com pelo menos uma abertura (13), tal como uma máscara, sobre um substrato (1 1 ). Essa abertura (13) expõe o substrato (1 1 ) nessa área descoberta.

[087] A abertura (13) da primeira cobertura (12) pode ter uma forma circular, elíptica ou poligonal com pelo menos 3 lados. A dimensão H' da abertura (13) deve ter uma extensão total de 3 Dm a 300 Dm, preferencialmente 22 Dm. Preferencialmente, a abertura (13) tem uma forma circular. A dimensão H' da abertura (13) da primeira cobertura (12) equivale à dimensão H da primeira base (8) da primeira porção (2) do dispositivo. Como H' trata de uma dimensão usada na fabricação da cavidade que funciona de molde para o dispositivo (1 ), H' tem valor próximo de H, mas pode não ser idêntico.

[088] Para gerar a abertura (13) e expor a família de planos {100} do substrato (1 1 ) apenas nessa região, pode-se utilizar o processo de litografia por feixe de íons focalizado, desbastando diretamente a cobertura (12) nessas regiões. As técnicas de litografia óptica ou litografia por feixe de elétrons (e-beamlithography) também podem ser usadas para criar a abertura (13) sobre a cobertura (12), devendo para isso adicionar os passos: (i) deposição de camada orgânica, fotoresiste (óptica) ou PMMA (e- beam), por spin coating; (ii) sensibilização da área a ser desbastada por feixe óptico ou eletrônico; (iii) revelação, onde o filme polimérico sensibilizado é removido por solvente específico (álcool isopropílico, por exemplo); (iv) remoção da camada de SÍ3N4 ou S1O2 nas regiões não protegidas pelo polímero, que irão gerar as áreas de Si exposto, por imersão da amostra por 2 a 20 minutos, melhor 5 minutos, em solução de BHF 5:1 (do inglês, Buffered Hydrofluoric Acid constituída das soluções de NH ₄ F (40 %) e HF (49 %) em proporção de 5:1 ).

[089] Em uma modalidade de realização, a Figura 4c ilustra uma vista superior da cobertura (12), onde é possível observar uma pluralidade de aberturas (13) produzidas equidistantes entre si à dimensão M de 10 Dm a 1000 D m, preferencialmente 100 Dm.

[090] A Figura 4d ilustra a etapa de desbaste anisotrópico do substrato (1 1 ) até uma profundidade G, onde é criado um fundo (14) em forma de plateau, com dimensão N'. As condições dessa etapa reacional são fundamentais para a obtenção de um dispositivo de alta eficiência. São essas condições que garantem que o desbaste anisotrópico será encerrado a uma profundidade G do substrato (1 1 ) que cria um fundo (14), tal como um plateau com dimensão N' de 0,5 Dm a 10 Dm, preferencialmente 2 Dm. Para que o tamanho do plateau seja de aproximadamente 2 Dm o ajuste fino das condições de desbaste anisotrópico do substrato apresentadas poderá ser feito de forma simples ao medir o fundo (14) da cavidade por meio de um microscópio óptico, objetivando a dimensão N'. A dimensão N' do fundo (14) equivale à dimensão N da segunda base (6) da primeira porção (2) do dispositivo. Como N' trata de uma dimensão da cavidade que funciona de molde para o dispositivo, N' tem valor próximo de N, mas pode não ser idêntico.

[091 ] Assim, utiliza-se uma solução aquosa corrosiva, preferencialmente de hidróxido de potássio (KOH) ou hidróxido de sódio (NaOH) em concentração de 15 a 40%, preferencialmente 30% (em massa). Mergulha- se o substrato (1 1 ) com a cobertura (12) e abertura (13) na solução a uma temperatura de 50 ^Q C a 80 ^Q C, preferencialmente 65 ^Q C por por 10 a 200 minutos, preferencialmente 40 minutos. Como o desbaste do substrato (1 1 ) de silício em solução corrosiva é anisotrópico, a família de planos {100} do silício é desbastada aproximadamente 300 vezes mais rápido que a família de planos {1 1 1 }. Além disso, a cobertura (12) que cobre o substrato (1 1 ) no plano {100} servirá como uma primeira máscara, já que não será corroído pela solução. Assim, expõem-se os planos {1 1 1 } na abertura (13) até uma profundidade G. Caso o processo continuasse por mais tempo, esperava- se obter uma cavidade piramidal. No entanto, a presente invenção deseja que o processo seja interrompido antes de chegar a esse ponto.

[092] É fundamental que esse processo de desbaste anisotrópico se encerre quando se obtém esse fundo (14), tal como acima caracterizado, pois com isso é possível obter o plateau que se deseja formar para o dispositivo da presente invenção, responsável por criar uma dobra ou quina (9) que confere confinamento plasmônico à ponta submicrométrica (4) da segunda porção (3), o que possibilita a geração da ressonância LSPR e o consequente aumento do sinal óptico.

[093] O objetivo nessa etapa é criar uma cavidade de fundo (14) com dimensão N', a qual varia de 0,5D Dm a 10D Dm, preferencialmente 2D Dm, tal como ilustrado na Figura 4d, onde os planos (15), da família de planos {1 1 1 }, são revelados. No entanto, ainda existe o plano da família {100} do fundo (14). A dimensão N' do fundo (14) depende das condições reacionais ótimas dessa etapa da reação que permitem esse controle, bem como da dimensão H'.

[094] A Figura 4e ilustra a formação de uma segunda cobertura (16) sobre o fundo (14) e paredes laterais (15), que pode ocorrer pelo crescimento de S1O2 do silício da cavidade criada no substrato (1 1 ). Essa nova cobertura (16) de S1O2 servirá como uma segunda máscara para o segundo processo de desbaste anisotrópico. Além disso, essa etapa ocorre em todas as cavidades formadas no substrato (1 1 ).

[095] A formação da segunda cobertura (16), o substrato (1 1 ) e a cavidade criada com fundo (14) é obtida preferencialmente por um tratamento térmico à temperatura de 800 a 1 100 °C, preferencialmente 1000 ^Q C, por 30 a 600 minutos, preferencialmente 300 minutos. A espessura P da segunda cobertura (16) de S1O2, gerada por este processo, será de 10 nm a 500 nm, preferencialmente 100 nm dependendo da umidade, composição do gás e pressão dentro do forno. [096] Trabalhando em forno em condições ambientes, a espessura P é de 100 nm. Note-se que a espessura P da segunda cobertura (16) determinará a dimensão P da extensão (5) da segunda porção (3) do dispositivo (1 ). Alternativamente, a segunda cobertura (16) pode ser formada ou ampliada a partir da deposição de S1O2 ou SÍ3N4 por meio de técnicas como sputtering e chemical vapor deposition (CVD).

[097] A Figura 4f ilustra a formação de uma abertura (17) na segunda cobertura (16); a qual pode ser feita em qualquer posição do fundo (14) da cavidade. Assim, essa etapa poderá ser feita em todas as cavidades formadas no substrato (1 1 ).

[098] Para a formação da abertura (17) pode-se utilizar o processo de litografia por feixe de íons focalizado, desbastando a segunda cobertura (16) de S1O2 e formando segunda cobertura com uma abertura (18). A técnica de litografia por feixe de elétrons {e-beam lithography) também pode ser utilizada para criar a segunda abertura (17) na segunda cobertura (16), devendo para isso adicionar os seguintes passos: (i) deposição de camada orgânica, fotoresiste (óptica) ou PMMA (e-beam) por spin coating;

(ii) sensibilização da área a ser desbastada por feixe óptico ou eletrônico;

(iii) revelação, na qual o filme polimérico sensibilizado é removido por solvente específico (álcool isopropílico, por exemplo); (iv) remoção da camada de SÍ3N4 ou S1O2 nas regiões não protegidas pelo polímero, que gerarão as áreas de Si exposto, por imersão da amostra por 1 a 10 minutos, melhor 2 minutos, em solução de BHF 5:1 (do inglês, Buffered Hydrofluoric Acid constituída das soluções de NHUF (40 %) e HF (49 %) em proporção de 5:1 ).

[099] Assim é formada a abertura (17) sobre a segunda cobertura (16) que expõe o silício apenas na área de dimensão B' que pode variar entre 50 a 1 .000 nm, preferencialmente 450 nm. A dimensão B' da abertura (17) da segunda cobertura (16) equivale à dimensão B da base da ponta submicrométrica (4) da segunda porção (3) do dispositivo. Como B' trata de uma dimensão usada na fabricação da cavidade que funciona de molde para o dispositivo, B' tem valor próximo de B, mas pode não ser idêntico.

[0100] A dimensão B' é próxima da dimensão L, podendo ser alterada objetivando-se escalar a dimensão L do dispositivo a ser produzido. A Figura 4g ilustra a segunda etapa de desbaste anisotropico do substrato (1 1 ) na área B' formada pela segunda abertura (17). Esse processo de desbaste anisotropico químico resulta em uma segunda cavidade (19) preferencialmente piramidal com segundo fundo (20). A cavidade (19) apresenta a família de planos {1 1 1 } do substrato (1 1 ) de silício, e seu fundo (20), ou vértice, com dimensão inferior a 60 nm, preferencialmente inferior a 20 nm. Para a realização do desbaste anisotropico, pode-se utilizar uma solução aquosa corrosiva, preferencialmente de hidróxido de potássio (KOH) ou hidróxido de sódio (NaOH) em concentração de 15 a 40%, preferencialmente 30% (em massa). Mergulha-se a amostra na solução de 50 a 80 °C, preferencialmente à 65 ^Q C por 30 segundos a 20 minutos, preferencialmente 2 minutos. O tempo do desbaste anisotropico pode ser ajustado de forma a obter o menor fundo (20). Como o desbaste anisotropico de silício em solução de KOH é anisotropico, a família de planos {100} do silício é desbastada aproximadamente 300 vezes mais rápido que a família de planos {1 1 1 }. Assim, a família de planos {1 1 1 } é revelada e uma cavidade (19) piramidal com segundo fundo (20) é obtida.

[0101 ] Além disso, outras soluções corrosivas podem ser usadas alternativamente àquelas mencionadas anteriormente, tais como HF, CH300H, CsOH em H ₂ 0, NH40H em H ₂ 0, TMAH em H ₂ 0, etilenodiamina em H ₂ 0 e pirocatecol; hidrazina em H2O e álcool isopropílico. Os exemplos aqui elencados pertencem ao âmbito da presente invenção, sem serem exaustivos, assim como qualquer outra solução corrosiva que possa ser utilizada para o desbaste anisotropico do substrato de interesse. [0102] Após a formação da cavidade (19), ocorre a deposição do filme metálico que dará origem ao dispositivo propriamente dito. A deposição poderá ser feita pelas técnicas de deposição térmica ou deposição por sputterinng, sendo preferível a deposição térmica. O metal do filme deverá ser de ouro (Au), prata (Ag), platina (Pt), cobre (Cu), Alumínio (Al), ou combinações e ligas desses elementos.

[0103] Preliminarmente à deposição do filme metálico, o método da presente invenção pode compreender ainda uma etapa adicional de retirada das coberturas (12) e (16), preferencialmente através de tratamento com ácido fluorídrico. A figura 4i mostra o substrato (1 1 ) após a retirada da cobertura. A adição dessa etapa permite a obtenção de um dispositivo (1 ) sem a extensão (5), tal como evidenciado na figura 3b.

[0104] A Figura 4h ilustra uma forma de realização da presente invenção, em que o processo de deposição do filme metálico (21 ) ocorre sobre as coberturas, que dará origem à uma forma de realização do dispositivo da presente invenção.

[0105] Ainda, a figura 4j ilustra outra forma de realização do método da presente invenção, em que o filme metálico será depositado sobre o substrato (1 1 ) que teve as coberturas retiradas.

[0106] A espessura K do filme metálico pode variar entre 50 nm a 1 .000 nm, sendo preferencialmente de 200 nm. Em uma modalidade de realização preferida da presente invenção, é realizada a deposição de filme de ouro (Au).

[0107] Em seguida é realizada a etapa de retirada do dispositivo (1 ) que pode ocorrer pela fixação do mesmo a um sistema de sensoriamento da interação sonda-superfície, preferencialmente um diapasão (em inglês tuningfork) ou cantilever, por meio de cola Epóxi. Considerando um diapasão como o sistema de sensoriamento da interação sonda-superfície, um fio de tungsténio (W) de diâmetro inferior a 50 um deve ser previamente fixado a uma das extremidades do diapasão, por meio de cola Epóxi ou cianoacrilato. Conforme ilustrado na Figura 4k, aplica-se uma pequena quantidade (aproximadamente 2x10 ⁸ cm ³ ) de cola Epóxi na cavidade que contem o dispositivo (1 ) e posiciona-se a extremidade do fio de tungstênico (já fixado no diapasão) dentro da cavidade. Após curar a cola Epóxi, retira- se o dispositivo (1 ) movimentando o conjunto diapasão e fio de tungsténio em direção vertical com a ajuda de microposicionadores de translação e suporte de translação vertical com precisão micrométrica de posição melhor que 2 Dm. Como metais nobres não aderem ao silício ou ao S1O2, o dispositivo (1 ) será retirado sem que seja danificado.

[0108] O método da presente invenção pode ser utilizado para a fabricação de dispositivo metálico para microscopia por varredura de sonda, tal como microscopia e espectroscopia óptica, preferencialmente microscopia e espectroscopia óptica de campo próximo, tal como uma sonda.

[0109] Em uma modalidade de realização, o método da presente invenção é capaz de produzir pelo menos um dispositivo metálico por meio de uma primeira cobertura (12) com pelo menos uma abertura (13).

[01 10] Ainda, em outra modalidade de realização, o método pode produzir uma pluralidade de dispositivos metálicos (1 ) por meio de uma primeira cobertura (12) com uma pluralidade de aberturas (13).

[01 1 1 ] Em uma modalidade de realização, considerando a aplicação em um sistema óptico que utiliza um laser de HeNe, bastante comum na área, e o metal do dispositivo sendo ouro, a dimensão B' da abertura (17) é de 450 nm. Ao utilizar esse valor da dimensão B' da abertura (17), o dispositivo apresentará uma segunda porção (3) composta por uma ponta submicrométrica com um ápice (7) nanométrico de dimensão (L) superficial de aproximadamente 450 nm. Essa dimensão favorece a LSPR, e consequentemente a ressonância de absorção óptica, para a radiação de comprimento de onda de □□= 632,8 nm (laser de HeNe), conforme equação (la).

[01 12] Será evidente para os peritos na técnica, que várias modificações e variações podem ser feitas à presente invenção sem se afastarem do espírito e âmbito da mesma. Assim, pretende-se que a presente invenção abranja as modificações e variações desde que elas estejam dentro do âmbito das reivindicações anexas e suas equivalentes.

[01 13] O seguinte exemplo, não limitante, reforça a factibilidade tanto do processo proposto como da matéria tratada nesta invenção.

EXEMPLO - FABRICAÇÃO DE DISPOSITIVO. CONFORME PROPOSTO

NA INVENÇÃO. POR LITOGRAFIA DE FEIXE DE ÍONS E

CARACTERIZAÇÃO POR MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE

VARREDURA.

[01 14] O dispositivo tratado nesta invenção foi fabricado seguindo as etapas do método proposto neste documento. Mais especificamente, a fabricação das cavidades em substrato de silício foi realizada por processos de litografia de feixe focalizado de íons (FIB). O material de partida foi uma amostra de silício <100> com camada, ou cobertura, de S1O2 de 300 nm de espessura. Para o primeiro processo litográfico, foram utilizadas tensão de 30 kV e corrente de 9 nA como parâmetros do FIB em um microscópio de feixe dual (Helios Nanolab 650 - FEI Company). Como resultado desta etapa, o substrato de Si <100> ficou exposto em aberturas na cobertura de S1O2 em áreas circulares de 25 Dm de diâmetro. O procedimento de desbaste anisotropico foi realizado utilizando-se uma solução aquosa de hidróxido de potássio (KOH) em concentração (em massa) de 63% H20, 27% KOH e 10% de álcool isopropílico, aquecida a 65 ^Q C em banho térmico. A amostra ficou imersa sob a solução de desbaste por 40 minutos, seguido pelas etapas de limpeza com água deionizada em ultrassom por 10 minutos e secagem com fluxo de N2 gasoso. Neste ponto, utilizando microscopia óptica, foi possível observar que o plateau formado, como fundo das cavidades plano e quadrado, tinha dimensão lateral N' menor que 2 Dm.

[01 15] A próxima etapa se baseia no crescimento de uma segunda cobertura, uma camada de S1O2 na superfície das cavidades produzidas, a qual será usada como máscara do segundo processo litográfico. Para isso, a amostra foi colocada em forno em condições ambientes e levada à temperatura de 1000 ^Q C com tempo de permanência de 300 minutos. A rampa de temperatura utilizada foi de 10 ^Q C/min tanto no acréscimo como no decréscimo da temperatura do forno. A umidade local era de 65 %.

[01 16] Para o segundo processo litográfico, foram utilizadas tensão de 30 kV e corrente de 83 pA como parâmetros do FIB em um microscópio de feixe dual (Helios Nanolab 650 - FEI Company). Assim, com o FIB, a camada de S1O2 que recobre o fundo da cavidade foi removida em área circular de 300 nm de diâmetro, expondo o Si <100> nessa região. O segundo procedimento de desbaste anisotrópico, para a criação da menor cavidade piramidal, foi realizado utilizando-se uma solução aquosa de hidróxido de potássio (KOH) em concentração (em massa) de 63% H20, 27% KOH e 10% de álcool isopropílico, aquecida a 65 ^Q C em banho térmico. A amostra ficou imersa sob a solução de desbaste por 2 minutos, seguido pelas etapas de limpeza com água deionizada em ultrassom por 10 minutos e secagem com fluxo de N2 gasoso.

[01 17] A sequência do processo é ilustrado pela Figura 4i, onde as coberturas ou camadas de S1O2 foram então removidas por meio da utilização de solução de ácido fluorídrico, constituída das soluções aquosas de fluoreto do amónio (NHUF 40 %) e ácido fluorídrico (HF 49 %) em proporção de 5:1 . Em sequência, foi realizada a etapa de limpeza da amostra utilizando água deionizada em ultrassom por 10 minutos e secagem com fluxo de N2 gasoso. Em seguida, um filme de 200 nm de espessura de Au (99,995%) foi depositado sobre a amostra de silício e cavidades por evaporação térmica à taxa de 0,2 nm/s.

[01 18] Por último, foi realizada a etapa de retirada do dispositivo metálico de dentro da cavidade piramidal segmentada. Esta etapa ocorre pela fixação do mesmo a um sistema de sensoriamento da interação sonda-superfície, preferencialmente um diapasão {tuning fork em inglês), por meio de cola Epóxi. Considerando um diapasão como o sistema de sensoriamento da interação sonda-superfície, um fio de tungsténio (W) de diâmetro de 15 D m foi previamente fixado à uma das extremidade do diapasão, por meio de cola cianoacrilato. Aplicando uma pequena quantidade de resina Epóxi na cavidade que contem o dispositivo e posicionando a extremidade do fio de tungstênico (já fixado no diapasão) dentro da cavidade, com a ajuda de microposicionadores de translação X, Y e Z com resolução de 2 Dm, foi possível remover dispositivo já preparado como sonda para SNOM e técnicas correlatas.

[01 19] Uma das sondas produzidas pode ser visualizada nas imagens de microscopia eletrônica de varredura apresentadas nas Figuras 5a e 5b. Na Figura 5a, em menor magnificação, é possível observar o dispositivo fixado na extremidade de um fio de W. Na Figura 5b, em maior magnificação, é possível observar a pirâmide submicrométrica, com dimensão L de aproximadamente 330 nm e ápice de diâmetro menor que 40 nm, posicionada sobre o plateau de lado (N) de aproximadamente 1 ,10 D m. Trata-se de uma realização possível do dispositivo tratado nesta invenção, e as dimensões e características do objeto observado correspondem às discutidas neste documento. Isto indica, portanto, a factibilidade do método e dispositivo propostos nesta invenção.

[0120] A resposta óptica ao aplicar o protótipo, descrito neste exemplo, a uma amostra de monocamada de óxido de grafeno pode ser observada na Figura 6. No gráfico, vemos a comparação de espectros Raman adquiridos: (i) sem ponta, (ii) com uma sonda do estado da técnica, i. e., uma pirâmide de ouro, e (iii) com o protótipo desta invenção tratado neste exemplo. É possível observar que a o aumento do sinal Raman obtido, neste exemplo, com a invenção é da ordem de 3x maior que o produzido com a sonda do estado da técnica. Esse experimento evidencia o potencial e eficiência óptica do dispositivo tratado nesta invenção.