Síntese de filmes finos óxidos de composição SrTi1-xFexO3, Zn1-xCoxO e CuAlO2 para aplicação como sensores de gás

• Processo: 13/12473-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de julho de 2014 - 31 de dezembro de 2016
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Valmor Roberto Mastelaro
• Beneficiário: Valmor Roberto Mastelaro
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Auxílios(s) vinculado(s): 14/50641-5 - Surface structures in doped perovskite ceramics, AP.R SPRINT
• Assunto(s): Deposição de filmes finos Filmes finos Óxidos metálicos Sensores de gases Pulverização catódica Evaporação (método de deposição)
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Evaporação por feixe de elétrons | Filmes finos | oxidos | RF Sputtering | Sensores de gás | Ciência dos Materiais

Resumo

Sensores de gás resistivos, baseados em óxidos metálicos, na forma de filmes finos ou espessos, são os dispositivos mais utilizados e estudados para o controle de gases tóxicos e inflamáveis em processos tecnológicos e em ambiente aberto. Ainda que uma quantidade significativa de trabalhos esteja sendo dedicada a esta área de pesquisa, esforços estão sendo feitos com a finalidade de encontrar materiais que apresentem propriedades de superfície e "bulk" para serem utilizados como sensores de gás, permitam uma detecção mais seletiva e que apresentem um baixo custo de produção. Neste contexto, este projeto de pesquisa tem como principal objetivo o estudo da deposição de filmes finos de óxidos metálicos obtidos através das técnicas de evaporação por feixe de elétrons e de RF sputtering. As amostras a serem depositadas pertencem aos sistemas SrTi1-xFexO3 com 0.0 d x d 0.25, Zn1-xCoxO com x= 0,1, 2,5, e 5 % mol e CuAlO2 visando a aplicação destes materiais como sensores de gases. Para atingir este objetivo, estamos solicitando recursos para adquirir um sistema de deposição de filmes finos baseado na evaporação por feixe de elétrons bem como por RF sputtering. A aquisição deste equipamento permitirá, além da realização de um estudo sistemático do processo de deposição de filmes finos SrTiO3 dopados com ferro, que já mostrou ser um excelente sensor de gás ozônio, expandir nossa linha de pesquisa a outros materiais já identificados como bons candidatos a sensores de gás, o composto ZnO dopado com cobalto e o sistema CuAlO2. Além da utilização das técnicas convencionais de caracterização, temos como objetivo realizar um estudo estrutural "in-situ" nas amostras acima citadas sendo submetidas a variação de temperatura e sob ação de diferentes tipos de gases. Este estudo será realizado através da técnica de espectroscopia de absorção de raios X e tem como principal objetivo determinar quais os parâmetros estruturais e eletrônico (ordem local e estado de oxidação) que apresentam mudanças significativas quando a amostra é submetida as mesmas condições que foram realizadas as medidas elétricas de sensibilidade aos diferentes tipos de gases analisados. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DA SILVA, LUIS F.; MASTELARO, VALMOR R.; CATTO, ARIADNE C.; ESCANHOELA, JR., CARLOS A.; BERNARDINI, SANDRINE; ZILIO, SERGIO C.; LONGO, ELSON; AGUIR, KHALIFA. Ozone and nitrogen dioxide gas sensor based on a nanostructured SrTi0.85Fe0.15O3 thin film. Journal of Alloys and Compounds, v. 638, p. 374-379, JUL 25 2015. (12/15170-6, 13/12473-0, 13/07296-2, 13/09573-3)