Sensores de gases baseados em semicondutores do tipo-n operando a temperatura ambiente: investigação do desempenho e dos mecanismos envolvidos

• Processo: 22/02927-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Projeto Inicial
• Vigência: 01 de agosto de 2023 - 31 de julho de 2028
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Luís Fernando da Silva
• Beneficiário: Luís Fernando da Silva
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Jean-Claude Mpeko ; Marcio Daldin Teodoro
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/09790-6 - Sensores de gases baseados em heteroestruturas de óxidos semicondutores: investigação das propriedades microestruturais e elétricas, BP.DD
• Assunto(s): Óxidos metálicos Semicondutores (físico-química) Sensores de gases Heteroestruturas Dióxido de estanho Óxido de zinco Temperatura ambiente Técnicas de fotoativação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: e WO3 | fotoativação | heteroestruturas | Óxidos metálicos semicondutores | Sensores resistivos de gás | SnO2 | ZnO | Óxidos Metálicos Semicondutores aplicados como Sensores

Resumo

Sensores de gases têm sido cada vez mais essenciais nas áreas da saúde e segurança. Sensores resistivos de gás baseados em óxidos metálicos semicondutores (MOXs) nanoestruturados se destacam devido sua alta sensibilidade e estabilidade. A principal desvantagem destes reside em sua seletividade, sensibilidade a umidade, e temperaturas de operação relativamente altas. A formação de nanoheteroestruturas tem permitindo obter propriedades interessantes, além de viabilizar sua operação em temperaturas amenas. A fotoativação tem sido uma alternativa que também permite que sensores funcionem a temperatura ambiente, além de realçar seu desempenho. Entretanto, poucos estudos se dedicam ao estudo do processo de fotoativação, especialmente na descrição dos mecanismos envolvidos. Este projeto será conduzido no Departamento de Física da UFSCar, em uma linha de pesquisa que está em implementação. As nanoestruturas serão sintetizadas via método dos precursores poliméricos e de deposição de vapor químico, que permitem obter materiais de maneira controlada e reprodutível. Semicondutores do tipo-n ZnO, SnO2, e WO3, e suas heteroestruturas serão preparados e investigados como sensores de gases, especialmente BTEX, operando a temperaturas próximas do ambiente (com ou sem fotoativação). A caracterização será realizada por técnicas convencionais e avançadas. Medidas elétricas permitirão investigar o desempenho sensor das amostras expostas a diferentes analitos, além da influência da fotoativação. Um dos principais desafios deste projeto consistirá na compreensão dos mecanismos envolvidos no processo sensor. Para isto, análises "in-situ e operando" serão realizas com o intuito de investigar a estrutura eletrônica das amostras sensoras. Ao final deste projeto, espera-se obter sensores eficientes operando a temperaturas ambiente. (AU)