
Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado
Centro: Ciências Físicas e Matemáticas
Departamento: Física/FSC
Dimensão Institucional: Pesquisa
Dimensão ODS: Ambiental
Tipo do Documento: Projeto de Pesquisa
Título: ESTUDO DAS PROPRIEDADES ESTRUTURAIS E OPTO-ELETRÔNICAS DE ÓXIDOS
Coordenador
- CRISTIANI CAMPOS PLA CID
Participante
- CRISTIANI CAMPOS PLA CID (D)
Conteúdo
as propriedades óticas, eletrônicas e estr... as propriedades óticas, eletrônicas e estruturais de óxidos, tais como filmes de zno, ?-fe2o3, cu2o, nio e tio2, são fortemente dependentes das técnicas usadas para sua produção e os substratos utilizados em seu crescimento. portanto, a partir do controle do processo de fabricação, é possível produzir filmes promissores em aplicações que envolvam conservação de energia, no desenvolvimento de dispositivos fotovoltaicos, baterias e supercapacitores eletroquímicos.
óxidos metálicos são promissores candidatos para aplicações que envolvem conversão e acumulação de energia, inseridos no desenvolvimento tecnológico urgente de nosso tempo. exemplos são tio2 e zno semicondutores com largas bandas proibidas de energia (gap), muito estudados para uso em dispositivos baseados na conversão direta de energia solar em eletricidade. óxidos com bandas de energia mais estreitas tem sido investigados para o desenvolvimento de dispositivos foto-eletroquimicos: cu2o, ?-fe2o3 (hematita), bivo4. por fim, óxidos de metais de transição (mn, co, ni e v), são usados como catodo em baterias de íons de li e super-capacitores eletroquímicos.
a técnica de eletrodeposição empregada na produção de óxidos metálicos apresenta muitas vantagens em comparação com rotas que usam alta temperatura: baixo investimento instrumental, fabricação de filmes com grande área útil associado ao baixo uso de energia e temperatura. além disto, esta técnica de fabricação permite o controle preciso da morfologia destes óxidos através do ajuste das condições de deposição e da solução química usada. a eletrodeposição também permite a produção de óxidos dopados, ampliando o intervalo associado às propriedades opto-eletrônicas.
o objetivo geral deste projeto é usar a técnica de eletrodeposição na fabricação de diferentes óxidos tio2, zno, ?-fe2o3, por exemplo, variando i) condições de deposição, ii) usando diferentes temperaturas e atmosferas no tratamento térmico, iii) diferentes substratos e iv) dopantes. será possível avaliar a influência destes nas propriedades estruturais e opto-eletrônicas, assim como morfológicas dos filmes produzidos.
neste contexto, este projeto inicia com o estudo do dióxido de titânio (tio2) que possui características interessantes, tais como: não toxidade, química inerte e alta fotoatividade, e por isto usualmente empregados no desenvolvimento de arquiteturas diversas de dispositivos fotovoltaicos, em particular quando estes são submetidos à aplicações que envolvam processos de oxidação. entretanto, devido sua banda de gap ser da ordem de 3,2 ev (referente à fase cristalina anatase), sua aplicação em dispositivos deste tipo limita-se ao espectro eletromagnético uv. no presente trabalho, serão produzidos ?lmes de tio2/ito (e outros substratos transparentes como fto, laalo3, safira) por eletrossíntese seguida de tratamento térmico. as técnicas de microscopia eletrônica de transmissão (tem), difração de raios-x (drx) e micro-espectroscopia raman serão usadas na caracterização da estrutura cristalina das amostras produzidas. em particular, a técnica tem é usada para estimar percentuais quantitativos das fases cristalinas anatase/bruquita presentes nos filmes. estes resultados serão associados aos valores de energia de gap óptico obtidos com a técnica de espectroscopia óptica. outras informações ainda serão obtidas usando a tem a partir da interface filme/substrato: identificação de defeitos, morfologia, esquema de crescimento das fases cristalinas anatase e bruquita, auxiliando na compreensão da influência da temperatura na formação da estrutura cristalina resultante dos depósitos. com o objetivo específico de variar o valor de energia de gap do semicondutor, ao longo deste projeto, o óxido será dopado alterando o valor de energia de gap para um intervalo de maior interesse na ativação fotovoltaica. neste caso, além do estudo estrutural e óptico dos filmes produzidos, serão realizados cálculos usando a teoria dos funcionais de densidade (dft) com o objetivo de avaliar quais são os defeitos mais prováveis associados aos filmes dopados com fe e c, explicando o comportamento elétrico do semicondutor.
o laboratório de filmes finos e superfície (lffs), no departamento de física da ufsc, tem como linha principal de pesquisa a produção de óxidos semicondutores na forma de filmes finos, usando a técnica de eletrodeposição. diferentes técnicas de caracterização eletroquímica, estrutural e óptica são empregadas rotineiramente no estudo de diferentes óxidos. neste contexto insere-se este projeto, onde se espera contribuir com o grupo consolidando rotinas de caracterização estrutural de filmes finos usando a técnica de tem e espectroscopia raman. mais especificamente, o estudo detalhado de filmes de tio2 e zno eletrossintetizados com e sem dopantes, implicará, no futuro, no desenvolvimento de dispositivos cuja arquitetura poderá ser toda desenvolvida no lffs. dentro do período de desenvolvimento previsto neste projeto, os resultados obtidos serão publicados na forma de artigos científicos em revistas internacionais da área.
Pós-processamento: Índice de Shannon: 2.48294
ODS 1 | ODS 2 | ODS 3 | ODS 4 | ODS 5 | ODS 6 | ODS 7 | ODS 8 | ODS 9 | ODS 10 | ODS 11 | ODS 12 | ODS 13 | ODS 14 | ODS 15 | ODS 16 |
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1,57% | 2,65% | 1,48% | 1,41% | 1,45% | 1,80% | 59,08% | 2,45% | 8,48% | 1,66% | 3,28% | 4,42% | 3,39% | 2,44% | 2,34% | 2,11% |
ODS Predominates


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